2006 CM4/CM5 UART/CAN

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关键词

树莓派、CM4核心板、千兆以太网、百兆以太网、RS232、RS485、CAN、RPiOS、Ubuntu、4G LTE

一、简介

CM4_UART和CM4_UART_CAN这两款扩展板针对工业应用场景而设计,两款板子均具备HDMI输出、原生千兆网络、USB扩展百兆网络、两路USB2.0、CSI1、DSI、RTC以及常规的启动用TF卡座、40Pin GPIO。CM4_UART具备一路RS232串口和一路RS485接口,而CM4_UART_CAN具备一路RS485,一路RS232,一路CAN接口。板载设计DC宽电压供电和USB-C供电,两路电源,二选一使用,不可同时使用;扩展板沉金工艺,无铅生产,PCB板通过UL和ROHS认证,防火等级94V-0。

二、硬件资源

2006_CM4_UART_CAN_52.jpg

2006_CM4_UART_CAN_48.jpg

2006_CM4_UART_CAN_49.jpg

2006_CM4_UART_CAN_50.jpg

2006_CM4_UART_CAN_51.jpg

三、烧写系统

本文档采用树莓派OS和Ubuntu系统进行测试。

1. 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

2. Ubuntu系统的版本为ubuntu-24.10-preinstalled-desktop-arm64+raspi.img.xz,

Ubuntu系统下载地址:

https://ubuntu.com/download/raspberry-pi

3.1 TF卡的烧写

树莓派CM4核心板分2个大类,一类是不带eMMC版本,仅限从TF卡启动系统;一类是带eMMC版本,仅限从eMMC启动系统,那对应扩展板上的TF卡将无效。

从TF卡启动系统的详细烧录方法请点击这里

3.2 eMMC的烧写

烧写前,扩展板的操作如下:

扩展板上的USB-C口即为5V3A电源口,也是eMMC烧写口,将C口接电脑,板上的BOOT短路帽短上;CM4_UART_CAN扩展板还需把OTG跳线短上,如下图:

2006_CM4_UART_CAN_53.jpg

电脑上需安装树莓派CM4核心板的驱动,具体的eMMC烧写系统的方法请点击这里

烧写完成后,把短路帽都拔掉,重新上电,启动系统即可。

3.3 注意事项

1. 如果使用树莓派系统,系统启动后卡死或者键盘鼠标无法使用,请在PC端打开TF卡系统分区根目录下的config.txt检查USB的初始化脚本,如果是烧写在eMMC上,则请在烧写完毕后,再次使用一次rpiboot工具使系统分区显示出来,然后打开系统分区根目录下的config.txt检查USB的初始化脚本:

0007_Zero_4G_Cat1_41.jpg

然后按照下面红框所示的两处进行修改:

2006_CM4_UART_CAN_59.jpg

2. 如果使用Ubuntu系统,系统启动后键盘鼠标无法使用,请在PC端打开TF卡系统分区根目录下的config.txt检查USB的初始化脚本,如果是烧写在eMMC上,则请在烧写完毕后,再次使用一次rpiboot工具使系统分区显示出来,然后打开系统分区根目录下的config.txt检查USB的初始化脚本。

需要确认下图中的红框处是否配置完全,如果没有,请手动添加完整并保存文件:

2006_CM4_UART_CAN_60.jpg

也可以将红框处这一行删除后保存文件:

2006_CM4_UART_CAN_61.jpg

3. Ubuntu系统的desktop版本对硬件要求较高,如果核心板只有1G内存,有可能在运行时速度很慢甚至死机,建议使用内存为2G或以上的核心板进行安装使用。

四、树莓派OS的使用

4.1 测试RS485串口

我们首先要对对串口进行设置,需要在config.txt中加入串口与GPIO的对应关系:

dtoverlay=uart0

dtoverlay=uart3,txd3_pin=4,rxd3_pin=5

dtoverlay=uart4,txd4_pin=8,rxd4_pin=9

dtoverlay=uart5,txd5_pin=12,rxd5_pin=13

2006_CM4_UART_CAN_09.jpg

保存后退出,然后将TF卡插入扩展板,启动系统。

树莓派端建议安装可视化串口软件CuteCom:

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:

0012_MPUUART_MP4232_01.jpg

如果在使用过程中有权限不足的问题,请打开树莓派OS终端,输入:

sudo cutecom

来运行CuteCom。

经测试,接口与串口号的对应关系如下:

RS485对应ttyAMA5,对应uart5;

RS232对应ttyAMA4,对应uart4。

下图为CM4_UART_CAN扩展板:

下图为CM4_UART扩展板:

在PC端插上一个USB转RS485串口的转换器,与扩展板上的RS485串口相连,各自打开串口软件进行收发,结果如下:

树莓派OS端/Windows端:

2006_CM4_UART_CAN_56.jpg

经过实测,波特率最高可达到2.01M(以传输数据不发生乱码为准)。

4.2 测试RS232串口

在PC端插上一个USB转RS232串口的转换器,与扩展板上的RS232串口相连,各自打开串口软件进行收发,结果如下:

以下是CM4_UART_CAN扩展板测试:

树莓派OS端/Windows端:

2006_CM4_UART_CAN_57.jpg

经过实测,波特率最高可达到0.86M(以传输数据不发生乱码为准)。

以下是CM4_UART扩展板测试:

树莓派OS端/Windows端:

2006_CM4_UART_CAN_58.jpg

经过实测,波特率最高可达到0.28M(以传输数据不发生乱码为准)。

4.3 测试CAN接口

基于CM4_UART_CAN扩展板测试,需要在config.txt中加入CAN接口的配置:

dtparam=spi=on

dtoverlay=spi1-3cs

dtoverlay=mcp2515,spi1-0,oscillator=8000000,interrupt=25,speed=500000

注意:CAN是SPI接口,需要打开SPI;MCP2515是CAN控制器,oscillator为CAN晶振的频率,interrupt为MP2515的中断号,都要和硬件相对应。

此外,CAN的GPIO不能和之前的串口有冲突,如果有冲突,请在本文件中先屏蔽冲突的串口GPIO(如下图蓝框处,屏蔽了UART4):

2006_CM4_UART_CAN_32.jpg

保存后退出,然后将系统卡插入扩展板,启动系统;在图形界面中,依次选择如下图项目后,确保SPI已开启:

2006_CM4_UART_CAN_62.png

2006_CM4_UART_CAN_08.jpg

在终端中输入dmesg | grep spi,查看 SPI 的信息:

2006_CM4_UART_CAN_33.jpg

SPI成功识别后,输入以下命令开启CAN:

sudo ip link set can0 up type can bitrate 500000

sudo ifconfig can0 txqueuelen 65536

2006_CM4_UART_CAN_34.jpg

设置完成后输入ifconfig -a,查看CAN连接,可看到can0:

2006_CM4_UART_CAN_35.jpg

安装CAN软件:

sudo apt-get install can-utils

2006_CM4_UART_CAN_36.jpg

安装完毕后,连接好与PC之间的CAN收发器,如果树莓派OS重启过,需要再运行一次:

sudo ip link set can0 up type can bitrate 500000

然后运行下列命令,将树莓派OS端置于接收状态:

candump can0

2006_CM4_UART_CAN_41.jpg

打开PC端的CAN测试软件,设置好波特率等参数,向树莓派OS端发送数据,结果如下:

发送端:

2006_CM4_UART_CAN_37.jpg

接收端:

2006_CM4_UART_CAN_38.jpg

如果需要树莓派OS端发送数据,则运行下列命令(#后面的是要发送的数据):

cansend can0 000#11223344

运行几次就发送几次。

发送端:

2006_CM4_UART_CAN_39.jpg

接收端:

2006_CM4_UART_CAN_40.jpg

4.4 测试以太网

板载一路原生千兆以太网和一路USB转百兆以太网,在树莓派系统终端下执行ifconfig -a,显示结果如下:

2006_CM4_UART_CAN_66.jpg

eth0为原生千兆以太网,已获得IP地址;

eth1为USB转百兆以太网,没插网线,所以没有获得IP地址;

eth2为外接USB 4G模块,已获得IP地址。

4.4.1 测速百兆以太网

将扩展板的网口接到上级路由器,安装网络测速工具iperf3:

sudo apt install iperf3

0008_MPS2_5G_04.jpg

利用iperf3与PC端进行测速,结果如下:

扩展板作为client时,速度大约为94.5Mbps:

2006_CM4_UART_CAN_24.jpg

扩展板作为server时,速度大约为94.9Mbps:

2006_CM4_UART_CAN_25.jpg

注意:网络测速受网络环境和测试方法影响,速度请以实际为准,本测试仅供参考。

4.4.2 测速原生千兆以太网

将扩展板的千兆网口接到上级路由器,同样用iperfs测速工具测速。

利用iperf3与PC端进行测速,结果如下:

扩展板作为client时,速度大约为942Mbps:

2006_CM4_UART_CAN_26.jpg

扩展板作为server时,速度大约为945Mbps:

2006_CM4_UART_CAN_27.jpg

注意:网络测速受网络环境和测试方法影响,速度请以实际为准,本测试仅供参考。

4.5 USB测试

打开树莓派OS的终端,输入命令lsusb,如下图所示:

2006_CM4_UART_CAN_67.jpg

Device 002:外挂USB Hub;

Device 003:USB转百兆网卡;

Device 004:USB转4G模块;

Device 005:USB2.0-A接口;

Device 006:USB2.0-A接口。

我们在树莓派终端中执行lsusb -t查看USB2.0工作模式是否正常:

2006_CM4_UART_CAN_78.jpg

可见除了USB无线键鼠(Human Interface Device,USB1.1设备,工作在12M下)外,其它USB设备均工作在480M下,因此USB2.0工作模式正常。

4.6 4G模块测试

本扩展板板载的一路1.25mm-4P USB口,可以接我司CM4 4G mini模块,使扩展板具有4G网络功能。

2006_CM4_UART_CAN_54.jpg

4.6.1 4G网络测试

在树莓派系统终端下执行ifconfig -a,显示结果如下:

2006_CM4_UART_CAN_66.jpg

上图所示的USB 4G模块为国产CAT4 4G模块,网络标识显示为ethx(x依其它有线网络的数目而定);

高通 4G LTE模块的网络标识显示为usb0;

ZTE CAT4模块的网络标识显示为ethx。

本文档以国产CAT4 4G模块为例。

执行route,查看路由表,eth2排在第一位,因此此时是通过4G模块上网:

2006_CM4_UART_CAN_68.jpg

此时我们ping IP和域名,均成功,说明4G模块工作正常:

2006_CM4_UART_CAN_69.jpg

打开https://www.speedtest.cn/进行网速测试,结果如下:

2006_CM4_UART_CAN_70.jpg

注意:网络测速受网络环境和测试方法影响,速度请以实际为准,本测试仅供参考。

4.6.2 网络优先级的修改

上一节我们查看了路由表,默认情况下,优先通过4G网络上网。

如果要优先使用有线网络上网的话,可以运行命令:

sudo ip route del default && sudo route add -net default netmask 0.0.0.0 gw 192.168.8.1

这两条命令(以“&&”分隔)的解释:

sudo ip route del default:删除路由表中的默认路由;

sudo route add -net default netmask 0.0.0.0 gw 192.168.8.1:添加有线网络的网关为新的默认路由(网关地址以实际为准)。

执行完毕后,再执行route,查看路由表,目前的默认路由为有线网络的网关(eth0排第一位):

2006_CM4_UART_CAN_71.jpg

这样网络就默认走有线网络了,如果需要改回默认走4G网络,请运行:

sudo ip route del default && sudo route add -net default netmask 0.0.0.0 gw 192.168.0.1

或者重启系统即可。

其中192.168.0.1为4G模组的默认网关,请以实际为准。

注意,重启后路由表还是会恢复原状,所以如果重启后要网络继续默认走有线网络,需要再执行一次sudo ip route del default && sudo route add -net default netmask 0.0.0.0 gw 192.168.8.1

4.6.3 AT命令操作

使用lsusb查看USB设备,红框处即为4G模组:

2006_CM4_UART_CAN_72.jpg

记下4G模块的ID值:1286 4e3d

使用下列命令打开ttyUSB串口,其中echo后面的值就是上面记录的ID值:

sudo modprobe option

sudo sh -c 'echo 1286 4e3d > /sys/bus/usb-serial/drivers/option1/new_id'

执行上述两条命令之后执行:

ls /dev

此时应该能看到dev设备下有ttyUSB0-3四个设备:

2006_CM4_UART_CAN_73.jpg

然后用串口工具打开特定串口(AT命令串口):

安装minicom工具:

sudo apt-get install minicom

通过minicom打开AT命令串口:

sudo minicom -D /dev/ttyUSB1

(注意:使用哪个串口,应以在进入此串口后,可输入运行AT命令,显示不乱码,不乱跳结果为准)

如果需要查看回显,请键入命令:ate1,然后回车,继续键入其它命令,回车可以看到结果。

2006_CM4_UART_CAN_74.jpg

常用AT命令:

1. 检查SIM卡是否识别到:

at+cpin?

返回ready表示卡已识别,返回error要检查硬件

2. 检查天线信号质量:

at+csq

返回值在26-31表示信号OK,信号满格31;返回值在20-25表示信号勉勉强强;返回值在20以下表示信号比较糟糕或者天线没接

3. 检查注网情况:

at+cops?

正常应该返回运营商代码和7,7代表4G。

注意,以上命令只有at+csq不要加问号,另外两条命令需要加问号。

4. 查看4G模块的IMEI码:

at+cgsn

5. 重启4G模块(有时候如果重插SIM卡,热插拔不一定管用,可以用这个reset命令来复位模块):

at+reset

6. 关闭射频:

at+cfun=0

开启射频:

at+cfun=1

上述两条命令成对使用,可以在不重启4G模组的情况下让模组重新注网。

4.6.4 修改4G模组的IP地址

如果出厂默认的4G IP地址和用户使用的IP地址有冲突,或有修改IP地址的需求,可按照下列步骤进行修改:

CAT4 4G模块:

执行AT命令:

AT+ROUTEIP=<newip>

注意,只支持192.168.x.1这样格式的地址,如果设置了AT+ROUTEIP=192.168.3.1,最终获得的IP为192.168.3.100,修改完后需断电重启系统。

查询当前IP:AT+ROUTEIP?,返回两个值,前一个为旧IP,后一个为新IP。

测试命令:AT+ROUTEIP=?

高通 4G模块:

将4G模块的IP改为直接获取公网IP即可,请执行AT命令:

设置IP为公网:AT+GTIPPASS=1

设置IP为内网:AT+GTIPPASS=0

查询当前IP为公网还是内网:AT+GTIPPASS?

修改IP完毕后需要断电重启才能生效。

4.7 RTC(DS1307)测试

2006_CM4_UART_CAN_55.jpg

注意:RTC芯片需要外接电池(如上图所示)才能保持数据不会丢失。

先将I2C打开:

左上角树莓派标志—Preferences—Raspberry Pi Configuration—Interfaces 如图所示:

3003_21700_5V5A_PD_07.jpg

然后编辑config.txt:

sudo nano /boot/firmware/config.txt

在文件末尾加入下列语句:

dtoverlay=i2c-rtc,ds1307

2006_CM4_UART_CAN_75.jpg

保存后退出,重启系统,在树莓派终端中输入ls /dev,即可看到RTC设备:

2006_CM4_UART_CAN_76.jpg

将系统时间写入DS1307的命令是sudo hwclock -w

将系统时间从DS1307读出的命令是sudo hwclock -r

如下图所示:

2006_CM4_UART_CAN_77.jpg

4.8 DSI/CSI测试

4.8.1 DSI测试

首先使用22Pin 0.5mm间距转15Pin 1mm间距的转接板和相应的FPC排线,将树莓派官方的7寸触摸屏与扩展板上的DSI接口相连接,然后用一根Micro-USB线给触摸屏供电,注意,树莓派触摸屏不用Micro线独立供电的话是无法使用的,切勿忘记。

连接好后,给扩展板上电。等待系统运行后打开终端,运行下列命令:

sudo nano /boot/firmware/config.txt

在文件末尾加入下列语句:

dtoverlay=vc4-kms-dsi-7inch

2006_CM4_UART_CAN_79.jpg

保存后重启系统,即可使用树莓派官方7寸触摸屏。显示效果如下所示:

2006_CM4_UART_CAN_82.jpg

注意:这条语句实际上开启了第二块显示屏,即双屏显示,无论第二块屏的硬件是否安装,在某些软件如全屏截图(PrtScn)中都会显示双屏,有可能还会导致系统无法启动,因此如果不需要使用这块屏,建议在config.txt中把这条语句去掉或者注释掉。

4.8.2 CSI测试

首先将摄像头连接到扩展板的CSI1接口(本文档使用OV5647摄像头),连接好后,给板子上电。等待系统运行后打开终端,运行下列命令:

sudo nano /boot/firmware/config.txt

在文件末尾加入下列语句:

dtoverlay=ov5647,cam1

2006_CM4_UART_CAN_80.jpg

在实际使用中根据自己的型号进行添加,保存后重启系统,即可使用OV5647摄像头。

重启后在终端中输入:

ls /dev

即可看到video0设备(插一个摄像头显示video0,如果有两路CSI,并插两个摄像头显示video0、video1,和插在哪一路CSI无关)。

2006_CM4_UART_CAN_81.jpg

在终端中输入libcamera-hello --camera 0即可打开对应的摄像头浏览(camera 0对应dev中的video0)。

2007_CM4_LoRa_4G_12.jpg

如果需要拍照,则输入:

libcamera-jpeg -o test.jpg

照片保存在/home/mcuzone目录下(即用户主目录),照片效果如下:

2007_CM4_LoRa_4G_14.jpg

五、Ubuntu系统的使用

5.1 测试RS485串口

首先要对系统进行串口设置,操作步骤和树莓派官方OS一样,见4.1章节。

设置完成后,在PC端插上一个USB转RS485串口的转换器,与扩展板上的RS485串口相连,各自打开串口软件进行收发,结果如下:

Ubuntu系统端/Windows端:

2006_CM4_UART_CAN_63.jpg

经过实测,波特率最高可达到2.01M(以传输数据不发生乱码为准)。

5.2 测试RS232串口

在PC端插上一个USB转RS232串口的转换器,与扩展板上的RS232串口相连,各自打开串口软件进行收发,

CM4_UART_CAN扩展板的测试如下:

Ubuntu系统端/Windows端:

2006_CM4_UART_CAN_64.jpg

经过实测,波特率最高可达到0.86M(以传输数据不发生乱码为准)。

CM4 UART扩展板测试如下:

Ubuntu系统端/Windows端:

2006_CM4_UART_CAN_65.jpg

经过实测,波特率最高可达到0.28M(以传输数据不发生乱码为准)。

5.3 测试CAN接口

本节测试CAN接口时,使用Ubuntu 24.10版本。

Ubuntu系统下同样需要在config.txt中加入CAN配置信息和屏蔽冲突串口:

# dtoverlay=uart4,txd4_pin=8,rxd4_pin=9

dtparam=spi=on

dtoverlay=spi1-3cs

dtoverlay=mcp2515,spi1-0,oscillator=8000000,interrupt=25,speed=500000

后续配置与在树莓派OS下一致:

查看SPI 的信息:

sudo dmesg | grep spi

2006_CM4_UART_CAN_47.jpg

SPI成功识别后,输入以下命令开启CAN:

sudo ip link set can0 up type can bitrate 500000

sudo ifconfig can0 txqueuelen 65536

设置完成后输入ifconfig -a,查看CAN连接,可看到can0:

2006_CM4_UART_CAN_42.jpg

安装CAN软件:

sudo apt-get install can-utils

安装完毕后,连接好与PC之间的CAN收发器,如果Ubuntu系统重启过,需要再运行一次:

sudo ip link set can0 up type can bitrate 500000

然后运行下列命令,将Ubuntu系统端置于接收状态:

candump can0

打开PC端的CAN测试软件,设置好波特率等参数,向Ubuntu系统端发送数据,结果如下:

发送端:

2006_CM4_UART_CAN_43.jpg

接收端:

2006_CM4_UART_CAN_44.jpg

如果需要Ubuntu系统端发送数据,则运行下列命令(#后面的是要发送的数据):

cansend can0 000#11223344

运行几次就发送几次。

发送端:

2006_CM4_UART_CAN_45.jpg

接收端:

2006_CM4_UART_CAN_46.jpg

5.4 测试以太网

板载一路原生千兆以太网和一路USB转百兆以太网,在Ubuntu系统终端下执行ifconfig -a,显示结果如下:

2006_CM4_UART_CAN_83.jpg

eth0为原生千兆以太网,已获得IP地址;

enx00e099994e68为USB转百兆以太网,没插网线,所以没有获得IP地址(enx后面的16进制数字为网卡的MAC地址);

enx000c29a39b6d为外接USB 4G模块,已获得IP地址(enx后面的16进制数字为网卡的MAC地址)。

5.4.1 百兆以太网测速

将扩展板的百兆网口接上级路由器,利用iperf3与PC端进行测速,结果如下:

CM4_UART/CAN扩展板作为client时,速度大约为94.4Mbps:

2006_CM4_UART_CAN_20.jpg

扩展板作为server时,速度大约为94.8Mbps:

2006_CM4_UART_CAN_21.jpg

注意:网络测速受网络环境和测试方法影响,速度请以实际为准,本测试仅供参考。

5.4.2 千兆以太网测速

将扩展板千兆网口接上级路由器,利用iperf3与PC端进行测速,结果如下:

扩展板作为client时,速度大约为941Mbps:

2006_CM4_UART_CAN_22.jpg

扩展板作为server时,速度大约为938Mbps:

2006_CM4_UART_CAN_23.jpg

注意:网络测速受网络环境和测试方法影响,速度请以实际为准,本测试仅供参考。

5.5 USB测试

打开树莓派OS的终端,输入命令lsusb,如下图所示:

2006_CM4_UART_CAN_84.jpg

Device 002:外挂USB Hub;

Device 003:USB转百兆网卡;

Device 004:USB转4G模块;

Device 005:USB2.0-A接口;

Device 006:USB2.0-A接口。

我们在树莓派终端中执行lsusb -t查看USB2.0工作模式是否正常:

2006_CM4_UART_CAN_85.jpg

可见除了USB无线键鼠(Human Interface Device,USB1.1设备,工作在12M下)外,其它USB设备均工作在480M下,因此USB2.0工作模式正常。

5.6 4G模块测试

本扩展板板载的一路1.25mm-4P USB口,可以接我司CM4 4G mini模块,使扩展板具有4G网络功能。

2006_CM4_UART_CAN_54.jpg

5.6.1 4G网络测试

在Ubuntu系统终端下执行ifconfig -a,显示结果如下:

2006_CM4_UART_CAN_83.jpg

上图所示的USB 4G模块为国产CAT4 4G模块,网络标识显示为enx+MAC地址(enx000c29a39b6d),当前Ubuntu系统下USB接口的网卡的命名规则皆是如此。

本文档以国产CAT4 4G模块为例。

执行route,查看路由表,enx000c29a39b6d排在第一位,因此此时是通过4G模块上网:

2006_CM4_UART_CAN_86.jpg

此时我们ping IP和域名,均成功,说明4G模块工作正常:

2006_CM4_UART_CAN_87.jpg

打开https://www.speedtest.cn/进行网速测试,结果如下:

2006_CM4_UART_CAN_88.jpg

注意:网络测速受网络环境和测试方法影响,速度请以实际为准,本测试仅供参考。

5.6.2 网络优先级的修改

上一节我们查看了路由表,默认情况下,优先通过4G网络上网。

如果要优先使用有线网络上网的话,可以运行命令:

sudo ip route del default && sudo route add -net default netmask 0.0.0.0 gw 192.168.8.1

这两条命令(以“&&”分隔)的解释:

sudo ip route del default:删除路由表中的默认路由;

sudo route add -net default netmask 0.0.0.0 gw 192.168.8.1:添加有线网络的网关为新的默认路由(网关地址以实际为准)。

执行完毕后,再执行route,查看路由表,目前的默认路由为有线网络的网关(eth0排第一位):

2006_CM4_UART_CAN_89.jpg

这样网络就默认走有线网络了,如果需要改回默认走4G网络,请运行:

sudo ip route del default && sudo route add -net default netmask 0.0.0.0 gw 192.168.0.1

或者重启系统即可。

其中192.168.0.1为4G模组的默认网关,请以实际为准。

注意,重启后路由表还是会恢复原状,所以如果重启后要网络继续默认走有线网络,需要再执行一次sudo ip route del default && sudo route add -net default netmask 0.0.0.0 gw 192.168.8.1

5.6.3 AT命令操作

使用lsusb查看USB设备,红框处即为4G模组:

2006_CM4_UART_CAN_90.jpg

记下4G模块的ID值:1286 4e3d

使用下列命令打开ttyUSB串口,其中echo后面的值就是上面记录的ID值:

sudo modprobe option

sudo sh -c 'echo 1286 4e3d > /sys/bus/usb-serial/drivers/option1/new_id'

执行上述两条命令之后执行:

ls /dev

此时应该能看到dev设备下有ttyUSB0-3四个设备:

2006_CM4_UART_CAN_91.jpg

然后用串口工具打开特定串口(AT命令串口):

安装minicom工具:

sudo apt-get install minicom

通过minicom打开AT命令串口:

sudo minicom -D /dev/ttyUSB1

(注意:使用哪个串口,应以在进入此串口后,可输入运行AT命令,显示不乱码,不乱跳结果为准)

如果需要查看回显,请键入命令:ate1,然后回车,继续键入其它命令,回车可以看到结果。

2006_CM4_UART_CAN_92.jpg

常用AT命令:

1. 检查SIM卡是否识别到:

at+cpin?

返回ready表示卡已识别,返回error要检查硬件

2. 检查天线信号质量:

at+csq

返回值在26-31表示信号OK,信号满格31;返回值在20-25表示信号勉勉强强;返回值在20以下表示信号比较糟糕或者天线没接

3. 检查注网情况:

at+cops?

正常应该返回运营商代码和7,7代表4G。

注意,以上命令只有at+csq不要加问号,另外两条命令需要加问号。

4. 查看4G模块的IMEI码:

at+cgsn

5. 重启4G模块(有时候如果重插SIM卡,热插拔不一定管用,可以用这个reset命令来复位模块):

at+reset

6. 关闭射频:

at+cfun=0

开启射频:

at+cfun=1

上述两条命令成对使用,可以在不重启4G模组的情况下让模组重新注网。

5.6.4 修改4G模组的IP地址

如果出厂默认的4G IP地址和用户使用的IP地址有冲突,或有修改IP地址的需求,可按照下列步骤进行修改:

CAT4 4G模块:

执行AT命令:

AT+ROUTEIP=<newip>

注意,只支持192.168.x.1这样格式的地址,如果设置了AT+ROUTEIP=192.168.3.1,最终获得的IP为192.168.3.100,修改完后需断电重启系统。

查询当前IP:AT+ROUTEIP?,返回两个值,前一个为旧IP,后一个为新IP。

测试命令:AT+ROUTEIP=?

高通 4G模块:

将4G模块的IP改为直接获取公网IP即可,请执行AT命令:

设置IP为公网:AT+GTIPPASS=1

设置IP为内网:AT+GTIPPASS=0

查询当前IP为公网还是内网:AT+GTIPPASS?

修改IP完毕后需要断电重启才能生效。

5.7 RTC(DS1307)测试

2006_CM4_UART_CAN_55.jpg

注意:RTC芯片需要外接电池(如上图所示)才能保持数据不会丢失。

先将I2C打开:

sudo nano /boot/firmware/config.txt

查看红框处的i2c_arm是否设置了on,如果没有,请设置:

2006_CM4_UART_CAN_93.jpg

然后在该文件末尾加入下列语句:

dtoverlay=i2c-rtc,ds1307

2006_CM4_UART_CAN_94.jpg

保存后退出,重启系统,在树莓派终端中输入ls /dev/r*,即可看到RTC设备:

2006_CM4_UART_CAN_95.jpg

将系统时间与RTC时间从DS1307读出的命令是sudo timedatectl

将系统时间写入DS1307的命令是sudo timedatectl set-local-rtc yes

将UTC时间写入DS1307的命令是sudo timedatectl set-local-rtc no

下图表示先将系统时间与RTC时间从DS1307读出,然后将系统时间写入DS1307,最后查看写入后的系统时间与RTC时间,注意“RTC time”的前后变化:

2006_CM4_UART_CAN_96.jpg

5.8 DSI测试

首先使用22Pin 0.5mm间距转15Pin 1mm间距的转接板和相应的FPC排线,将树莓派官方的7寸触摸屏与扩展板上的DSI接口相连接,然后用一根Micro-USB线给触摸屏供电,注意,树莓派触摸屏不用Micro线独立供电的话是无法使用的,切勿忘记。

连接好后,给扩展板上电。等待系统运行后打开终端,运行下列命令:

sudo nano /boot/firmware/config.txt

在文件末尾加入下列语句:

dtoverlay=vc4-kms-dsi-7inch

2006_CM4_UART_CAN_97.jpg

保存并退出后,下载DSI显示屏驱动:

sudo wget https://datasheets.raspberrypi.com/cmio/dt-blob-disp0-only.bin -O /boot/firmware/dt-blob.bin

重启系统,即可使用树莓派官方7寸触摸屏。显示效果如下所示:

2006_CM4_UART_CAN_98.jpg

在Ubuntu终端中运行:

sudo xrandr

可查看两个显示屏的参数(HDMI-1和DSI-1):

2006_CM4_UART_CAN_99.jpg

六、CM5核心板兼容性测试

启动 仅支持eMMC版本的CM5核心板,不带eMMC的CM5核心板无法从TF卡启动
外设名称 HDMI输出 RS485串口 RS232串口 CAN接口 百兆以太网 原生千兆以太网
是否兼容 √(ttyAMA4) √(ttyAMA3)
外设名称 核心板WiFi USB2.0-A接口 4G模块 RTC(DS1307) DSI CSI
是否兼容 √(RTC1) × √(cam0)
注:√表示兼容,×表示不兼容,括号内的文字表示与CM4核心板的区别

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