2020年01月30日 | 如何用示波器进行UART串口数据分析

嵌入式里面说的串口，一般是指UART口， 但是我们经常搞不清楚它和COM口的区别， 以及RS232， TTL等关系， 实际上UART，COM指的物理接口形式（硬件）， 而TTL、RS-232是指的电平标准（电信号）

UART的特征

一般uart控制器在嵌入式系统里面都做在cpu一起，像飞思卡尔的IMX6芯片就是这样，有多个uart控制器。

引脚介绍（COM口比较多pin，但是常用的也是这几个）：

VCC：供电pin，一般是3.3v，在我们的板子上没有过电保护，这个pin一般不接更安全

GND：接地pin，有的时候rx接受数据有问题，就要接上这个pin，一般也可不接

RX：接收数据pin

TX：发送数据pin，我之前碰到串口只能收数据，不能发数据问题，经baidu，原来是设置了流控制，取消就可以了，适用于putty，SecureCRT

在调试的时候， 多数情况下我们只引出rx，tx即可。 比如调试gps模块， IC数据直接通过uart上报，我就直接用了两个线连出了rx，tx，连上串口转USB小板， 电脑从串口直接获取数据，这样跳过了开发板，测试了gps的数据有没有问题。

示波器调试UARE

一、串行数据的格式

异步串行数据的一般格式是：起始位+数据位+停止位，其中起始位1位，数据位可以是5、6、7、8位，停止位可以是1、1.5、2位。

起始位是一个值为0的位，所以对于正逻辑的TTL电平，起始位是一位时间的低电平；停止位是值为1的位，所以对于正逻辑的TTL电平，停止位是高电平。对于负逻辑（如RS-232电平）则相反。

例如，对于16进制数据55aaH，当采用8位数据位、1位停止位传输时。

二、根据波形图计算波特率

在示波器中的显示示意，其中灰色线是示波器的时间分度线，此时假设是200ms/格。

可以看了，第一个字节的10位（1位起始位，8位数据位和1位停止位）共占约1.05ms，这样可计算出其波特率约为：10bit / 1.05ms X 1000 ≈ 9600 bit/s

如果时间轴是100ms/格，同样可以计算出波特率应是19200bit/s。

当通讯不正常，又能观察到波形时，就可根据上述方法，从波形图计算一下波特率是否正确。

三、根据波形图判断RS-485收发数据的正确与否

RS-485是一种半双工的串行通讯方式，485电平芯片所以要正确接收和发送数据，必需保证控制信号和数据的同步，否则要么发送数据丢失，要么接收数据可能丢失。

发送控制信号的宽度基本与数据信号的宽度一致，所以能保证发送数据的正确和发送后及时转为接收。

由于控制信号关闭过早，则第二个字节的后两位将发送错误；在图6中，由于控制信号关闭过迟，使485芯片在发送数据后，不能及时转到接收状态，此时总线若有数据过来，则本单元将不能正确接收。

示波器分析UART串口数据

这个是示波器一段的图 上面的数据（原文件）就是这段的

Y的坐标单位是 电压值 V

X的单位是 时间 S 都是几十uS的 从这个可以分析出来 是多大波特率的

UART的格式 可以通过程序设置 有些会在停止位之前有一个奇偶校验之类的 停止位也不一定只是一个单位大小 可以设置为1、1.5、2等

中间的数据位长度也可以设置位 6 7 8 位等

还有数据的传输顺序 我这个是LSB先出的 所以可以看出

第一个数据 01010101 反过来就是10101010 =0xAA

第二个10101010 反过来01010101 0x55

第三个11001011 反过来 11010011 0xD3

第三个 11010000 反过来 00001011 0x0B

对着示波器 分析一遍之后 没错就是这样的 就是传的这些 也就是 数据和实际传输的信号 很好的对应上了

这个信号 是TXD 与 GND 之间的电压信号 此时 RXD与GND之间 一直为高电平电压值

这就是 UART ： Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，通用异步接收/发送 异步 没有时钟 接受端得有相应的采样时钟 否则会乱的

对于波特率的问题 这份数据有记录时间（具体精确的时间要看数据表） 好像记得在通信里面有码元这个概念 这里就是1bit 波特率=1/（1bit的时长） 这份数据1bit的时长≈8.6*10^（-6）s 也就是8.6us 1/8.6us =116279.06976744Hz 也就是115200的波特率了 因为那个8.6us的时间是估计的 而常用的波特率有这么些：看图片吧

也就是1200 1800 2400 4800 7200 9600 14400 19200 38400 57600 115200 128000 还有一些

115200 原来以为速度还挺快的 用示波器看了之后 我再运行了一段代码 输出两个引脚信号 来看时间 发现当运行一段不短的代码之后串口才发完3、4个码元（不是byte哦） 天哪 算一算 如果发16byte的数据 总共16*10（1bit起始位+8bit数据位+1bit的结束位）=160个码元的时间 160*1/115200=0.0013888888888889 也就是1.38ms 有时候中断都不知道发生多少次了 肯定 这也是相对的

UART里面还有一个经常提到的 RS232 这是一种标准（协议 ） 就像说市电一样的 就知道是220V RS-232 就是把TTL（0~5V） 转换到10+V的电压 提要电压 可以增强抗干扰的能力 增加传输距离

一般用芯片来实现 MAX232 很典型 工作电压5V 输出有12V左右 和输出的负载有关吧 例如TTL的逻辑1 232对应的就是 负10几V 0对应的就是10+V 就是一个变换 变换后一般用9针的接口线 工程应用上就是这样的 用到3根线 2、3、5 收发地