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SoftSerial

SoftSerial 可在缺少可引出的真实 UART 的 MCU（例如 F411）上增加一个“虚拟”UART。

SoftSerial 最适合为 FC 增加一个单线数据流所需的额外 TX 引脚，例如：

  • 模拟 VTX 控制（SmartAudio、Tramp 等）；
  • S.Port 遥测（FrSky 的双向单线接口）；
  • 串行 ESC 遥测。

SoftSerial 也可用于将硬件 UART 的某个引脚分配给独立功能。

备注

Betaflight 4.5 的变化

  • 在 CLI 中，使用 RESOURCE SOFTSERIAL_TX1 <pin> 配置 SoftSerial 1 的 TX 线。
  • SoftSerial 不再可用于 MSP 连接。
  • SoftSerial 的硬性波特率上限为 19200。

使用 SoftSerial 时请注意：

  • 不应高于 19200 波特率（Betaflight 4.5 中不可能更高）；
  • 不应用于 HD OSD 等 MSP 连接（Betaflight 4.5 中不允许）；
  • 部分串行设备可能无法工作；
  • 同时最多使用两个 SoftSerial UART；
  • 所有 SoftSerial 端口必须使用相同波特率；
  • 有可用硬件 UART 时，始终优先使用硬件 UART。
注意

绝不可将 SoftSerial 用于串行遥控接收机。

即使在高性能 MCU 上，SoftSerial 通常也要求使用 4k PID loop。

下表汇总常见使用情境：

用途说明
串行遥控接收机不要使用 SoftSerial，使用真实 UART
通过蓝牙进行 MSP 配置不要使用 SoftSerial，使用真实 UART；4.5 中不允许
通过 MSP 的 HD OSD（DisplayPort）不要使用 SoftSerial，使用真实 UART；4.5 中不允许
GPS Rescue 或位置保持 GPS不要使用 SoftSerial，使用真实 UART
用于 1–2 Hz 位置数据的 GPS见下方说明
通过串口的 Blackbox不要使用 SoftSerial，使用真实 UART
模拟 VTX 控制（SmartAudio、Tramp）分配 SoftSerial TX；FC 到 VTX 单向数据
通过 MSP 的 HD VTX 控制 / OSD分配 SoftSerial TX，保持 OSD 简单，使用 4k PID loop；4.5 中不允许
S.Port 等单线通信协议分配 SoftSerial TX；数据速率不过高时应可工作
ESC 串行遥测分配 SoftSerial RX；数据速率不过高时应可工作
相机控制分配 SoftSerial TX；可能需要硬件电阻
信息

SmartPort 无法在 19200 波特率下通过 SoftSerial 工作。
如前述限制所示，为 4.5 或更新固件提供了 OVERRIDE_SOFTSERIAL_BAUDRATE Custom Define 来覆盖限制。请注意，当负载超过阈值时，新的 LOAD 禁止解锁标志会阻止解锁。
使用该 Define 时出现的任何问题均不提供支持。

SoftSerial 与 GPS​

GPS 模块有两种不同用途：

  • 以低数据速率（例如 1–2 Hz）收集纬度、经度、高度、速度等，用于寻找遗失飞行器或记录轨迹；
  • 用于 GPS Rescue 与位置保持，通常以 10Hz 接收数据。

若仅需简单位置数据，可先在 uCenter 或 pyGpsClient 中将 GPS 模块设置为低启动波特率，例如 19200 或 9600，且只在 1Hz 发送位置数据。此时 Betaflight 只需单个 RX 引脚接收数据，该引脚可为 SoftSerial。GPS 选项卡中必须关闭自动配置；SoftSerial 端口波特率必须匹配 GPS 启动波特率。先在真实 RX 引脚上测试，并确认未发送不需要的数据，例如卫星位置信息。Configurator 中不应显示卫星列表，只显示 Latitude、Longitude、Altitude 等。真实 RX 引脚可用后，再测试 SoftSerial 引脚。

GPS Rescue 中，SoftSerial 无法成功处理 GPS 自动配置。自动配置需要连接至 GPS 模块的 RX 与 TX 两条线；许多现代 GPS 的默认 57600 波特率也高于 SoftSerial 能力，因此自动配置可能失败。

关闭自动配置时，需手动将 GPS 设置为：

  • 波特率 19200；
  • 仅以 2 Hz 发送 Nav_PVT 数据。

随后可将其接至 FC 的单个 SoftSerial RX 引脚，波特率为 19200。仅 2Hz 数据会使救援过程非常顿挫且不可靠；不要冒险，应使用真实 UART。

SoftSerial 与通过 MSP 的 HD OSD（DisplayPort）​

在 4.5 中，禁止将 SoftSerial 用于任何 MSP 连接，包括 HD OSD。

在 4.4 及更早版本，技术上可行但不推荐。必须定义 TX 和 RX 引脚；除最简单 OSD 外，数据速率很可能压垮连接。SoftSerial 上限为 19200，不要使用更高波特率。

启用 SoftSerial​

SoftSerial 需要自定义 CLI 命令。必须找到带关联 timer 的未用引脚，最常见是 PPM 或 LED_STRIP 引脚。并非所有此类引脚都可在所有板卡上工作；启用前可能需要研究所用板卡的 SoftSerial 可行性。

先在 CLI 中输入 resource，获取设备现有焊盘的已分配引脚号列表。

例如，若 LED_STRIP 1 分配到 A15，板上有 LedStrip 焊盘且未使用，可通过以下命令取消其 LED_STRIP 1 分配：

resource led_strip 1 none

随后可将该引脚分配给 SoftSerial 1 的 TX。命令已变更：

  • Betaflight 4.5 及更新版本：RESOURCE SOFTSERIAL_TX 1 A15
  • Betaflight 4.4 及更早版本：RESOURCE SERIAL_TX 11 A15

资源重分配成功后，4.5 中执行 diff 会显示：

resource LED_STRIP 1 NONE
resource SOFTSERIAL_TX 1 A15

注意：

  • CLI diff 显示相对于默认资源配置的变化；
  • CLI resource show all 会提供所有串口、timer 等的完整列表；
  • 资源已重分配并不代表 SoftSerial 端口一定可正常工作。

Oscar Liang 提供了很好的 SoftSerial 设置总结。请记住，Betaflight 4.5 中命令已改变。

CLI serial 命令​

SoftSerial 激活时，serial CLI 命令会显示所有已配置串口。以 30 开头的行表示 SoftSerial 1，以 31 开头的行表示 SoftSerial 2。

例如，若将 SmartAudio 配置在 SoftSerial 1 的 TX 引脚，执行 serial 后应出现如下行：

serial 30 2048 115200 57600 0 115200

更多信息见串口页面。

历史说明​

SoftSerial 的历史信息见 Wiki Guides Archive。