0012 MPUUART/MP4232：修订间差异
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我们采用树莓派OS和Ubuntu系统进行测试，因为扩展板是利用树莓派5的PCIe接口，故系统只能从TF卡启动。 | |||
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2025年1月8日 (三) 17:47的版本
关键词
树莓派5、PCIe、Switch、VL805、TTL、RS232、RS485、串口
一、简介
树莓派5具备一个16Pin的PCIe接口，我们可以利用该接口进行多种外设的扩展。
我们可以通过PCIe接口搭配PCIe转USB芯片扩展成四路USB接口，然后通过CH344Q芯片实现四路串口，分2个版本，一个是MP4232扩展板，即4路RS232的扩展，该扩展板在树莓派系统或者Ubuntu系统下无需驱动，上电后即可自动识别成ttyACM0、ttyACM1、ttyACM2、ttyACM3四个RS232串口。另一个版本是MPUUART扩展板，实现双232双485的扩展，该扩展板在树莓派系统或者Ubuntu系统下无需驱动，上电后即可自动识别成ttyACM0、ttyACM1、ttyACM2、ttyACM3，其中ttyACM0和3是RS232串口，ttyACM1和2是RS485串口。
RS232波特率可以到230Kbps以上（两个相邻的RS232对接实测可到1.2Mbps）。 TTL/CMOS UART波特率可以到6Mbps；
扩展板上还预留了3路USB2.0口，可用于扩展4G LTE模块，我司配套的4G模块在树莓派官方OS和Ubuntu OS下均免驱免拨号，系统自动识别，即插即用，无需额外装驱动。
二、硬件资源
1. 一路PCIe接口，0.5mm 16P FPC和树莓派5通讯；采用PCIe转四路高速USB2.0设计；
2. 三路HS USB2.0，1.25mm-4P接口，可扩展CM4 4G Mini模组；
3. MPUUART扩展板，通过USB2.0高速接口转出四路串口，实现两路RS232+两路RS485（带电源隔离）设计，其中RS232可以改造为TTL/CMOS电平的UART并通过3.81-3Pin插针引出；
4. MP4232扩展板，通过USB2.0高速接口转出四路串口，实现四路RS232设计，3.81-3p端子；
5. 四个LED，分别是PWR LED（通过树莓派5的PCIe接口取电工作），USB转串口芯片的ACT LED，两个收发LED；
6. 尺寸：56x85mm，四个M2.5固定孔，和树莓派5—致；
7. 扩展板预留4G模块的固定孔，并可堆叠1-3路4G模组；
8. 可选铝合金外壳；
9. 可定制接口电平（如定制为4路TTL/CMOS串口，或者4路RS485串口）；
10. MPUUART线路板沉金工艺，无铅生产，板材通过UL和ROHS认证，防火等级94V-0；
三、系统烧写
我们采用树莓派OS和Ubuntu系统进行测试，因为扩展板是利用树莓派5的PCIe接口，故系统只能从TF卡启动。
树莓派OS的版本为2024-07-04-raspios-bookworm-arm64.img.xz，树莓派OS下载地址：
https://www.raspberrypi.com/software/operating-systems/#raspberry-pi-os-64-bit
Ubuntu系统的版本为ubuntu-24.04-preinstalled-desktop-arm64+raspi.img.xz，Ubuntu OS下载地址：
https://ubuntu.com/download/raspberry-pi
3.1 系统烧写在SD（TF）卡上
四、树莓派系统的使用
4.1 安装串口软件CuteCom
串口软件CuteCom的安装命令为：
sudo apt install cutecom
安装完毕后，点击桌面左上角的树莓派图标，在“System Tools”有CuteCom的快捷方式：
4.2 测试MP4232
MP4232扩展板的4个串口名称从上到下依次如下：
ttyACM3、ttyACM0、ttyACM1、ttyACM2
两个RS232串口之间的连接对应关系为：
R - T
G - G
T - R
在树莓派终端中输入lsusb，我们可以看到VL805和CH344Q：
输入ls /dev，我们可以看到4个串口ttyACM0、ttyACM1、ttyACM2、ttyACM3：
我们用串口连接线连接任意两个串口，使用CuteCom进行数据收发测试，经测试，树莓派系统下波特率最高可达到1.21M（以传输数据不发生乱码为准）：
4.3 测试MPUUART
MPUUART扩展板的4个串口，靠上的两个为RS232串口（ttyACM0、ttyACM3），靠下的两个为RS485串口（ttyACM1、ttyACM2）。
两个RS485串口之间的连接对应关系为：
G - G
A - A
B - B
在树莓派终端中输入lsusb，我们可以看到VL805和CH344Q：
输入ls /dev，我们可以看到4个串口ttyACM0、ttyACM1、ttyACM2、ttyACM3：
我们用串口连接线连接两个RS232串口，使用CuteCom进行数据收发测试，经测试，树莓派系统下波特率最高可达到1.22M（以传输数据不发生乱码为准）：
我们用串口连接线连接两个RS485串口，使用CuteCom进行数据收发测试，经测试，树莓派系统下波特率最高可达到2.02M（以传输数据不发生乱码为准）：
4.4测试4G模块
我司配套的CM4 4Gmini模块，在树莓派系统下均为免驱免拨号，自动识别，即插即用。4G型号分CM4 4G mini（CAT4 4G），高通4G，高通4G-GPS。
CAT4 4G版本在系统里识别成eth设备，高通4G在系统里识别成usb0设备。
五、Ubuntu系统的使用
5.1 安装串口软件CuteCom
串口软件CuteCom的安装命令为：
sudo apt install cutecom
安装完毕后，点击桌面左下角的“Show Apps”图标，有CuteCom的快捷方式：
但是如果在此直接打开CuteCom，有可能会出现Input框无法输入字符的问题，这是由于权限不足造成的，所以需要打开Ubuntu终端，输入：
sudo cutecom
来打开CuteCom，如果需要打开第二个CuteCom，则需要再开一个Ubuntu终端，输入打开CuteCom的命令。
5.2 测试MP4232
MP4232扩展板的4个232串口名称从上到下依次如下：
ttyACM3、ttyACM0、ttyACM1、ttyACM2
两个RS232串口之间的连接对应关系为：
R - T
G - G
T - R
在Ubuntu终端中输入lsusb，我们可以看到VL805和CH344Q：
输入ls /dev，我们可以看到4个串口ttyACM0、ttyACM1、ttyACM2、ttyACM3：
我们用串口连接线连接任意两个串口，使用CuteCom进行数据收发测试，经测试，Ubuntu系统下波特率最高可达到1.15M（以传输数据不发生乱码为准）：
5.3 测试MPUUART
MPUUART扩展板的4个串口，靠上的两个为RS232串口（ttyACM0、ttyACM3），靠下的两个为RS485串口（ttyACM1、ttyACM2）。
两个RS485串口之间的连接对应关系为：
G - G
A - A
B - B
在Ubuntu终端中输入lsusb，我们可以看到VL805和CH344Q：
输入ls /dev，我们可以看到4个串口ttyACM0、ttyACM1、ttyACM2、ttyACM3：
我们用串口连接线连接两个RS232串口，使用CuteCom进行数据收发测试，经测试，树莓派系统下波特率最高可达到1.26M（以传输数据不发生乱码为准）：
我们用串口连接线连接两个RS485串口，使用CuteCom进行数据收发测试，经测试，树莓派系统下波特率最高可达到1.98M（以传输数据不发生乱码为准）：
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