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RS232波形,RS485波形分析

作者:佚名    文章來源:轉載    點擊數:    更新時間:2023/8/21

經常遇到初學者,對單片機串行通訊出了問題不知道如何辦的情況。其實最有效的調試方法是用示波器觀察收發數據的波形。通過觀察波形可以確定以下情況:
是否有數據接收或發送;
數據是否正確;
波特率是否正確;

一、串行數據的格式
異步串行數據的一般格式是:起始位+數據位+停止位,其中起始位1 位,數據位可以是5、6、7、8位,停止位可以是1、1.5、2位。

起始位是一個值為0的位,所以對于正邏輯的TTL電平,起始位是一位時間的低電平;停止位是值為1的位,所以對于正邏輯的TTL電平,停止位是高電平。線路路空閑或者數據傳輸結束,對于正邏輯的TTL電平,線路總是1。對于負邏輯(如RS-232電平)則相反。

例如,對于16進制數據55aaH,當采用8位數據位、1位停止位傳輸時,它在信號線上的波形如圖1(TTL電平)和圖2(RS-232電平)所示。 (先傳第一個字節55,再傳第二個字節aa,每個字節都是從低位向高位逐位傳輸)

TTL電平的串行數據幀格式(55aah) 

圖1 TTL電平的串行數據幀格式(55aah)

RS-232電平的串行數據幀格式(55aah) 

圖2 RS-232電平的串行數據幀格式(55aah)

二、根據波形圖計算波特率
如圖3是圖1在示波器中的顯示示意,其中灰色線是示波器的時間分度線,此時假設是200us/格。

波特率計算示意圖 

圖3 波特率計算示意圖

可以看了,第一個字節的10位(1位起始位,8位數據位和1位停止位)共占約1.05ms,這樣可計算出其波特率約為:

10bit / 1.05ms X 1000 ≈ 9600 bit/s

如果上圖中的時間軸是100us/格,同樣可以計算出波特率應是19200bit/s。

當通訊不正常,又能觀察到波形時,就可根據上述方法,從波形圖計算一下波特率是否正確。

三、根據波形圖判斷RS-485收發數據的正確與否
RS-485是一種半雙工的串行通訊方式(RS-422為全雙工),485電平芯片所以要正確接收和發送數據,必需保證控制信號和數據的同步,否則要么發送數據丟失,要么接收數據可能丟失。

RS-485發送數據時的正確時序如圖4所示。

RS-485的正確發送數據時序 

圖4 RS-485的正確發送數據時序

在圖4中,發送控制信號的寬度基本與數據信號的寬度一致,所以能保證發送數據的正確和發送后及時轉為接收。

圖5 和圖6 分別是控制信號太短和控制信號太長

RS-485控制信號太短時的時序 

圖5 RS-485控制信號太短時的時序

RS-485控制信號太短時的時序 

圖6 RS-485控制信號太短時的時序

在圖5中,由于控制信號關閉過早,則第二個字節的后兩位將發送錯誤;在圖6中,由于控制信號關閉過遲,使485芯片在發送數據后,不能及時轉到接收狀態,此時總線若有數據過來,則本單元將不能正確接收。

總結:只要掌握上述波形分析方法,任何異步串行數據的接收和發送問題,基本都可以得到解決。

Tags:RS485,RS232,串口通訊,波形,波形分析  
責任編輯:admin
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