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UART数据波形分析

通用异步接收器/发送器,通常称为UART,是异步接收器/发送器,它是计算机硬件的一部分。它转换要在串行通信和并行通信之间传输的数据。作为将并行输入信号转换为串行输出信号的芯片,UART通常集成在其他通信接口的链路上。实际对象表示为独立的模块化芯片或集成在微处理器中的外围设备。通常,它是RS-232C规范,并与诸如Maxim's MAX232的标准信号幅度转换芯片相匹配,作为连接外部设备的接口。将同步串行信号转换电路添加到UART的产品称为USART(通用同步异步接收器发送器)。并行数据在计算机内部使用,并且数据无法直接发送到调制解调器。它必须由UART排序才能执行异步传输。过程是:CPU首先将要写入串行设备的数据放入UART的寄存器(临时存储块)中。然后通过FIFO(先输入先输出)将其传输到串行设备。如果没有FIFO,信息将变得混乱,无法传输到调制解调器。它是用于控制计算机和串行设备的芯片。要注意的一件事是,它提供了RS-232C数据终端设备接口,以便计算机可以与使用RS-232C接口的调制解调器或其他串行设备进行通信。作为接口的一部分,UART还提供以下功能:将计算机传输的并行数据转换为输出串行数据流。将来自计算机外部的串行数据转换为字节,以供计算机内部的并行数据设备使用。将奇偶校验位添加到输出串行数据流,并对从外部接收到的数据流执行奇偶校验。将开始-停止标记添加到输出数据流,并从接收的数据流中删除开始-停止标记。处理由键盘或鼠标(键盘和鼠标也是串行设备)发送的中断信号。可以处理计算机和外部串行设备的同步管理问题。一些高端UART还提供用于输入和输出数据的缓冲区。较新的UART是16550,它可以在计算机需要处理数据之前将16字节的数据存储在其缓冲区中,而通常的UART是8250。如果购买内置调制解调器,则通常在内部有一个16550 UART。调制解调器。我经常遇到初学者,当微控制器的串行通信出现问题时,他们不知道该怎么办。实际上,最有效的调试方法是使用示波器观察发送和接收的数据的波形。通过对异步串行数据格式的分析,阐述了通过波形分析方法调试UART数据收发的原理和方法。通过观察波形可以确定以下条件:1.是否有数据接收或发送; 2.数据是否正确; 3.波特率是否正确1.串行数据格式异步串行数据的一般格式为:起始位+数据位+终止位,起始位为1位,数据位可以为5、6、7。 8位,停止位可以是1、1.5或2位。起始位是一个值为0的位,因此对于正逻辑TTL电平,起始位是一个位时间的低电平;停止位是一个值为1的位,因此对于正逻辑TTL电平,停止位为高。对于负逻辑(例如RS-232电平),则相反。例如,对于十六进制数据55aaH,当使用8个数据位和1个停止位进行传输时,其信号线上的波形如图1(TTL电平)和图2(RS-232电平)所示:2。根据波形图的波特率。图3显示了图1示波器中的显示。灰线是示波器的时分线。此时,假定为200ms / div。如您所见,第一个字节的10位(1个起始位,8个数据位和1个停止位)总共约占1.05ms,因此可以计算出波特率约为:10bit / 1.05ms X 1000& asymp; 9600 bit / s如果上图中的时间轴为100ms / div,则也可以计算出波特率应为19200bit / s。当通讯异常并且可以观察到波形时,可以使用上述方法从波形图中计算出波特率是否正确。 3.根据波形图判断RS-485是否正确发送和接收数据。 RS-485是一种半双工串行通信方法。因此,485电平芯片必须正确接收和发送数据,并且有必要确保同步