El análisis del Protocolo uart (universal Asynchronous receiver / transmitter) es una tarea de depuración común en la ingeniería electrónica y el desarrollo de sistemas integrados, con el objetivo de garantizar la corrección y fiabilidad de la transmisión de datos entre dispositivos capturando, decodificando y verificando los datos de comunicación uart. El siguiente es un análisis detallado del análisis del Protocolo uart:

I. fundamentos del Protocolo uart: el mecanismo central de la comunicación asíncrona

Bit de inicio: bajo nivel (0), indica el inicio de la transmisión de datos y dura un ciclo de 1 bit.

Bits de datos: generalmente 5 - 9 dígitos (8 dígitos comunes), transmitidos en orden de prioridad LSB (bajo).

Bit de verificación (opcional): verificación extraña, verificación de paridad o no verificación, para detectar errores de bit único.

Bit de parada: alto nivel (1), que dura 1 - 2 ciclos de bits, marcando el final de la transmisión de datos.

Tasa de baud: el número de bits transmitidos por segundo (como 9600, 115200), el remitente y el receptor deben ser estrictamente consistentes.

La señal sin reloj se sincroniza y depende de la posición inicial y la tasa de Baud para lograr la alineación de datos.

Estado de reposo: el bus mantiene un alto nivel (1), que se encuentra cuando no hay transmisión de datos.

II. objetivos centrales del análisis del Protocolo uart

Verificar los parámetros de comunicación: confirmar si la tasa de baud, el bit de datos, el bit de verificación y la configuración del bit de parada coinciden (por ejemplo, el extremo de envío se establece en 9600 - 8 - N - 1, y el extremo de recepción debe ser consistente).

La detección de desviaciones de la tasa de Baud (como la tasa de Baud real es de 9610 en lugar de 9600) puede causar dislocación de datos.

Capturar y decodificar datos: convertir la forma de onda original en un formato legible (como caracteres ascii, valores hex).

Error de cuadro: el bit de parada no es alto (por ejemplo, el bit de parada se baja debido a la interferencia acústica).

Error de verificación: los datos recibidos no coinciden con el bit de verificación (por ejemplo, el extremo de envío se establece como verificación de paridad, y el resultado del cálculo del extremo de recepción es extraño).

Error de desbordamiento: el búfer de recepción está lleno y se descartan nuevos datos (comunes en escenarios de comunicación de alta velocidad o retraso en el procesamiento).

Compruebe si el retraso del borde de descenso del bit inicial al primer bit de datos cumple con los requisitos de tasa de baud.

Verifique si el intervalo entre cuadros consecutivos (como 10 ms) satisface las necesidades de tiempo de respuesta del dispositivo.

III. herramientas y métodos de análisis del Protocolo uart

1. Analizador lógico

Ventajas:

Captura simultánea multicanal (se pueden monitorear simultáneamente señales como tx, rx, CTS / rts, etc.).

- un motor de decodificación uart incorporado que muestra directamente caracteres ASCII o datos hex.

- soporte de condiciones desencadenantes (como capturar una cadena específica "error" o un cuadro de datos de una dirección específica).

Pasos a seguir:

- conecte la sonda del Analizador lógico a las líneas TX (enviar) y RX (recibir) de la uart.

Establecer la tasa de muestreo (al menos 10 veces la tasa de baud, como la tasa de Baud 115.200 necesita ≥ 152 MS / s).

- configurar las condiciones de activación (por ejemplo, activación de borde o activación de palabra "0x41" (ascii 'a').

Capturar los datos y ver los resultados de la decodificación para comprobar si hay señales de error.

2. osciloscopio (con función de decodificación uart)

Ventajas:

Observar los detalles de la forma de onda de la señal (como la pendiente del borde descendente de la posición inicial, el nivel de ruido).

- medir la amplitud de la señal (asegúrese de que el nivel alto sea ≥ 2,4v y el nivel bajo sea ≤ 0,8v, cumpliendo con el estándar ttl).

Pasos a seguir:

- conecte la sonda del osciloscopio a la línea TX o RX de la uart.

- Activar la función de decodificación uart, configurar la tasa de Baud y el formato de datos.

- Activar la captura y observación de la forma de onda, comprobar la relación temporal entre el bit de inicio, el bit de datos y el bit de parada.