Linux USB HOST 外接USB转串口模块

目录

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前言

DTS配置的参考

内核配置的参考

[USB Subsystem内核配置](#USB Subsystem内核配置)

[USB Phy内核配置](#USB Phy内核配置)

[USB Host Core驱动内核配置](#USB Host Core驱动内核配置)

[USB EHCI驱动内核配置](#USB EHCI驱动内核配置)

[芯片平台USB Host Controller驱动内核配置](#芯片平台USB Host Controller驱动内核配置)

USB转串口设备驱动内核配置

验证测试的参考

总结

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前言

USB转串口模块的核心功能是作为硬件桥梁，将通用串行总线（USB）接口转换为通用异步收发传输器（UART）或RS-232/RS-485等串行接口，实现现代设备与传统串行设备之间的数据通信。‌12

‌协议转换与数据传输：‌ 该模块内部集成专用芯片（如CP2102N、FT232RL或CH340），负责处理USB与串行协议之间的转换，包括数据包的拆分、重组、波特率同步及错误检测，确保数据在高速USB与低速串行总线间稳定传输；例如，上位机通过USB发送数据包时，模块会将其解析并串行化输出至TXD引脚，接收方向则相反。‌

USB转TTL串口转换模块常用于USB接口转换为TTL（逻辑电平）串口，以便与其它串口设备进行通信。这里主要是指主控外接USB转TTL串口模块后再与UART接口的BLE、Wi-Fi、GSM/GPRS、315MHz/433MHz、GPS等模块通信。

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DTS配置的参考

/* usb20 host controller */
   usb_1: usb1@YYYYYYYY {
        compatible = "xxx,xxx-usb";
        reg = <0xYYYYYYYY 0xYYY>;
        interrupts = <GIC_SPI INT_USB20_HOST IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>;
 
        clocks = <&ahbX_gate 9>, <&ahbX_reset 9>;
        clock-names = "usb_gate", "usb_reset";
 
        xxx,usbphy = <&usbphy_1>;
 
        dr_mode = "host"; /* 配置成了USB host模式 */
   ...

内核配置的参考

USB Subsystem内核配置

CONFIG_USB_SUPPORT=y
CONFIG_USB_ARCH_HAS_HCD=y

USB Phy内核配置

CONFIG_USB_PHY=y
CONFIG_USB_NX_PHY=y

USB Host Core驱动内核配置

CONFIG_USB_COMMON=y
CONFIG_USB=y
CONFIG_USB_ANNOUNCE_NEW_DEVICES=y
CONFIG_USB_DEFAULT_PERSIST=y

USB EHCI驱动内核配置

CONFIG_USB_EHCI_HCD=y
CONFIG_USB_EHCI_ROOT_HUB_TT=y
CONFIG_USB_EHCI_TT_NEWSCHED=y
CONFIG_USB_EHCI_HCD_PLATFORM=y

芯片平台USB Host Controller驱动内核配置

CONFIG_USB_XXX=y
CONFIG_USB_XXX_HOST=y
CONFIG_USB_XXX_DEBUG=y

USB转串口设备驱动内核配置

   CONFIG_USB_SERIAL=y
   CONFIG_USB_SERIAL_GENERIC=y
   CONFIG_USB_SERIAL_CH341=y （用于CH34X芯片的USB转TTL串口模块）
   CONFIG_USB_SERIAL_PL2303=y（用于PL2303X芯片USB转TTL串口模块）

验证测试的参考

1. 烧录固件后，接入USB转TTL串口模块，正常开机，命令行终端可以输入：dmesg | grep "usb"，探测到该USB转TTL串口模块的打印如下：

# dmesg | grep "usb"
  ...
  [    0.071219] nx_usb xxxxxxxx.usb0: xxx_hdc_nx_probe done.
  [    0.443378] usb 1-1: new full-speed USB device number 2 using xxx_hdc
  [    0.649005] usb 1-1: New USB device found, idVendor=1a86, idProduct=7523, bcdDevice= 2.63
  [    0.649014] usb 1-1: New USB device strings: Mfr=0, Product=2, SerialNumber=0
  [    0.649019] usb 1-1: Product: USB2.0-Serial
  [    0.670264] usbcore: registered new interface driver usbserial_generic
  [    0.670331] usbserial: USB Serial support registered for generic
  [    0.670410] usbcore: registered new interface driver ch341
  [    0.670477] usbserial: USB Serial support registered for ch341-uart
  [    0.675144] usb 1-1: ch341-uart converter now attached to ttyUSB0 （从这里可以知道USB转TTL串口模块的设备节点是/dev/ttyUSB0）
  [    0.846868] usbcore: registered new interface driver usbhid
  [    0.846872] usbhid: USB HID core driver
  ...

2. 列出USB设备列表，查看USB转TTL串口模块的USB设备信息是否存在。例如：

# lsusb
  Bus 001 Device 001: ID 1d6b:0002
  Bus 001 Device 002: ID 1a86:7523（这里USB转TTL串口模块的VID是1a86，PID是7523。）

3. 查看USB设备信息存在后，进行收发数据测试。例如，主控<--->USB转TTL串口模块<--->SIM900A GSM/GPRS模块：

# microcom -s 9600 /dev/ttyUSB0
  ATI
  SIM900A R11.0

  OK
  AT
  OK
  AT+CSQ
  +CSQ: 10,0

  OK

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总结

USB转串口模块的核心功能是‌将主控的USB接口转换为串行通信接口‌，实现不同设备间的数据交互。它通过协议转换和电平兼容，支持多种串口标准（如TLL、RS232和RS485等）和高速数据传输，广泛应用于嵌入式开发、工业控制、物联网设备调试等领域。而Linux内核原生支持多种USB转串口芯片（如CH340、CP2102、FT232等），能够自动识别并加载驱动，生成如/dev/ttyUSBx的设备文件，实现即插即用，简化了连接过程。‌

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