首先感谢发烧友社区提供的机会，感谢RT-Thread社区。

一、I/O设备模型

RT-Thread 提供了一套简单的 I/O 设备模型框架，如下图所示，它位于硬件和应用程序之间，共分成三层，从上到下分别是 I/O 设备管理层、设备驱动框架层、设备驱动层。

应用程序通过 I/O 设备管理接口来访问硬件设备，当设备驱动实现后，应用程序就可以访问该硬件。

模型提供如下操作函数：
rt_err_t rt_device_init (rt_device_t dev ) ;
rt_device_t rt_device_find(const char* name);
rt_err_t rt_device_open(rt_device_t dev, rt_uint16_t oflags);
rt_err_t rt_device_close(rt_device_t dev);
rt_err_t rt_device_control(rt_device_t dev, rt_uint8_t cmd, void* arg);

二、UART设备简介

UART（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter）通用异步收发传输器，UART 作为异步串口通信协议的一种，工作原理是将传输数据的每个字符一位接一位地传输。是在应用程序开发过程中使用频率最高的数据总线。

• 起始位：表示数据传输的开始，电平逻辑为 “0” 。
• 数据位：可能值有 5、6、7、8、9，表示传输这几个 bit 位数据。一般取值为 8，一个 ASCII 字符值为 8 位。
• 奇偶校验位：用于接收方对接收到的数据进行校验，校验 “1” 的位数为偶数 (偶校验) 或奇数(奇校验)，以此来校验数据传送的正确性，使用时不需要此位也可以。
• 停止位： 表示一帧数据的结束。电平逻辑为 “1”。
• 波特率：串口通信时的速率，它用单位时间内传输的二进制代码的有效位 (bit) 数来表示，其单位为每秒比特数 bit/s(bps)。

三、UART数据R/W

一个典型的串口操作流程图如下，首先查找串口设备获取设备句柄，初始化回调函数发送使用的信号量，然后以读写及中断接收方式打开串口设备，1. 设置串口设备的接收回调函数，之后发送字符串，并创建读取数据线程。

本次介绍UART数据的R/W，基于发送数据介绍串口的相关功能:

rt_size_t rt_device_write(rt_device_t dev, rt_off_t pos, const void* buffer, rt_size_t size);

顾名思义，该函数会把缓冲区 buffer 中的数据写入到设备 dev 中，写入数据的大小是 size。

#define SAMPLE_UART_NAME       "uart1"    /* 串口设备名称 */
static rt_device_t serial;                /* 串口设备句柄 */
char str[] = "hello RT-Thread!\r\n";
struct serial_configure config = RT_SERIAL_CONFIG_DEFAULT; /* 配置参数 */
/* 查找串口设备 */
serial = rt_device_find(SAMPLE_UART_NAME);

/* 以非阻塞接收和阻塞发送模式打开串口设备 */
rt_device_open(serial, RT_DEVICE_FLAG_RX_NON_BLOCKING | RT_DEVICE_FLAG_TX_BLOCKING);
/* 发送字符串 */
rt_device_write(serial, 0, str, (sizeof(str) - 1));

基于读取数据介绍串口的相关功能:

rt_size_t rt_device_read(rt_device_t dev, rt_off_t pos, void* buffer, rt_size_t size);

该函数从指定设备的缓冲区 buffer 中读取大小为 size的数据。

static rt_device_t serial;                /* 串口设备句柄 */
static struct rt_semaphore rx_sem;    /* 用于接收消息的信号量 */

/* 接收数据的线程 */
static void serial_thread_entry(void *parameter)
{
    char ch;

    while (1)
    {
        /* 从串口读取一个字节的数据，没有读取到则等待接收信号量 */
        while (rt_device_read(serial, -1, &ch, 1) != 1)
        {
            /* 阻塞等待接收信号量，等到信号量后再次读取数据 */
            rt_sem_take(&rx_sem, RT_WAITING_FOREVER);
        }
        /* 读取到的数据通过串口错位输出 */
        ch = ch + 1;
        rt_device_write(serial, 0, &ch, 1);
    }
}

四、测试案例

基于上述内容，本次创建了UART1 和 UART2两个串口，一般串口创建直接在系统配置中选择即可。

以国民技术的MSP为例：

void n32_msp_usart_init(void *Instance)
{
    GPIO_InitType GPIO_InitCtlStruct;
    USART_Module *USARTx = (USART_Module *)Instance;

    GPIO_InitStruct(&GPIO_InitCtlStruct);
    GPIO_InitCtlStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
#ifdef BSP_USING_UART1
    if(USART1 == USARTx)
    {
        RCC_EnableAPB2PeriphClk(RCC_APB2_PERIPH_USART1, ENABLE);
        RCC_EnableAPB2PeriphClk(RCC_APB2_PERIPH_GPIOA, ENABLE);
        GPIO_InitCtlStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
        GPIO_InitCtlStruct.Pin = GPIO_PIN_9;
        GPIO_InitPeripheral(GPIOA, &GPIO_InitCtlStruct);

        GPIO_InitCtlStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
        GPIO_InitCtlStruct.Pin = GPIO_PIN_10;
        GPIO_InitPeripheral(GPIOA, &GPIO_InitCtlStruct);
    }
#endif
#ifdef BSP_USING_UART2
    if(USART2 == USARTx)
    {
        RCC_EnableAPB1PeriphClk(RCC_APB1_PERIPH_USART2, ENABLE);
        RCC_EnableAPB2PeriphClk(RCC_APB2_PERIPH_GPIOA, ENABLE);
        GPIO_InitCtlStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
        GPIO_InitCtlStruct.Pin = GPIO_PIN_2;
        GPIO_InitPeripheral(GPIOA, &GPIO_InitCtlStruct);

        GPIO_InitCtlStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
        GPIO_InitCtlStruct.Pin = GPIO_PIN_3;
        GPIO_InitPeripheral(GPIOA, &GPIO_InitCtlStruct);
    }
#endif
#ifdef BSP_USING_UART3
    if(USART3 == USARTx)
    {
        RCC_EnableAPB1PeriphClk(RCC_APB1_PERIPH_USART3, ENABLE);
        RCC_EnableAPB2PeriphClk(RCC_APB2_PERIPH_GPIOB, ENABLE);
        GPIO_InitCtlStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
        GPIO_InitCtlStruct.Pin = GPIO_PIN_10;
        GPIO_InitPeripheral(GPIOB, &GPIO_InitCtlStruct);

        GPIO_InitCtlStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
        GPIO_InitCtlStruct.Pin = GPIO_PIN_11;
        GPIO_InitPeripheral(GPIOB, &GPIO_InitCtlStruct);
    }
#endif
#ifdef BSP_USING_UART4
    if(UART4 == USARTx)
    {
        RCC_EnableAPB1PeriphClk(RCC_APB1_PERIPH_UART4, ENABLE);
        RCC_EnableAPB2PeriphClk(RCC_APB2_PERIPH_GPIOB, ENABLE);
        GPIO_InitCtlStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
        GPIO_InitCtlStruct.Pin = GPIO_PIN_10;
        GPIO_InitPeripheral(GPIOB, &GPIO_InitCtlStruct);

        GPIO_InitCtlStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
        GPIO_InitCtlStruct.Pin = GPIO_PIN_11;
        GPIO_InitPeripheral(GPIOB, &GPIO_InitCtlStruct);
    }
#endif
    /* Add others */
}
#endif /* BSP_USING_SERIAL */

RT-Thread启动后，msh中list_device即可查看：