摘要：本文通過對非同步序列資料格式的分析，闡述通過波形分析方法除錯uart資料收發的原理和方法。經常遇到初學者，對微控制器序列通訊出了問題不知道如何辦的情況。其實最有效的除錯方法是用示波器觀察收發資料的波形。通過觀察波形可以確定以下情況：
1. 是否有資料接收或傳送；
2. 資料是否正確；
3. 波特率是否正確；
1. 序列資料的格式
非同步序列資料的一般格式是：起始位+資料位+停止位，其中起始位1 位，資料位可以是5、6、7、8位，停止位可以是1、1.5、2位。
起始位是乙個值為0的位，所以對於正邏輯的ttl電平，起始位是一位時間的低電平；停止位是值為1的位，所以對於正邏輯的ttl電平，停止位是高電平。對於負邏輯(如rs-232電平)則相反。
例如，對於16進製制資料55aah，當採用8位資料位、1位停止位傳輸時，它在訊號線上的波形如圖1(ttl電平)和圖2(rs-232電平)所示。
圖1 ttl電平的序列資料幀格式(55aah)
圖2 rs-232電平的序列資料幀格式(55aah)
2. 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200ms/格。
圖3 波特率計算示意圖
可以看了，第乙個位元組的10位(1位起始位，8位資料位和1位停止位)共佔約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100ms/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。
3. 根據波形圖判斷rs-485收發資料的正確與否
rs-485是一種半雙工的序列通訊方式，485電平晶元所以要正確接收和傳送資料，必需保證控制訊號和資料的同步，否則要麼傳送資料丟失，要麼接收資料可能丟失。
rs-485傳送資料時的正確時序如圖4所示。
圖4 rs-485的正確傳送資料時序
在圖4中，傳送控制訊號的寬度基本與資料訊號的寬度一致，所以能保證傳送資料的正確和傳送後及時轉為接收。
圖5 和圖6 分別是控制訊號太短和控制訊號太長的情況。
圖5 rs-485控制訊號太短時的時序
圖6 rs-485控制訊號太短時的時序
在圖5中，由於控制訊號關閉過早，則第二個位元組的後兩位將傳送錯誤；在圖6中，由於控制訊號關閉過遲，使485晶元在傳送資料後，不能及時轉到接收狀態，此時匯流排若有資料過來，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，任何非同步序列資料的接收和傳送問題，基本都可以得到解決。
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