技術(shù)文章
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HS6系列電腦示波器如何測量和分析 RS232 信號？
HS6系列電腦示波器如何測量和分析 RS232 信號？
內(nèi)容介紹
工業(yè)環(huán)境中的許多設(shè)備仍在使用 RS-232 串行通信鏈路。RS-232 使用兩個信號電平來區(qū)分邏輯“1”和邏輯“0”。邏輯“1”由 -12 V 表示，邏輯“0”由 +12 V 表示。RS-232 可以在不同的比特率下運行，標(biāo)準(zhǔn)值介于 110 bit/s 和 115200 bit/s 之間。為了同步發(fā)送和接收設(shè)備，可以將起始位和/或停止位添加到要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)中。RS-232 支持對傳輸數(shù)據(jù)進行簡單的有效性檢查，使用可以添加到數(shù)據(jù)中的奇偶校驗位。有兩條信號線可用，TxD（發(fā)送數(shù)據(jù)）和 RxD（接收數(shù)據(jù)）。這些可以同時使用，這使得全雙工通信成為可能。
測量
要測量單個 RS-232 信號，需要一臺至少有一個通道的測量儀器。要測量全雙工信號，需要一臺至少有兩個通道的儀器。RS-232 總線上的最大頻率取決于所使用的比特率。儀器在每個通道上的采樣率必須至少是總線比特率的三倍，但最好高十倍。對于 110 位/秒的總線，這意味著兩個通道上的最小采樣頻率至少為 1 kHz。RS-232 使用 -12 和 +12 V 之間的電壓，因此儀器應(yīng)該能夠測量 -12 和 +12 V 之間的電壓。由于數(shù)據(jù)傳輸可能很長，因此最好使用長記錄長度來捕獲通信。
WiFiScope?WS6 DIFF、?WiFiScope WS6、?WiFiScope WS5、?WiFiScope WS4 DIFF、?Handyscope HS6 DIFF、?Handyscope HS5、?Handyscope HS4 DIFF、?Handyscope HS4和?Handyscope HS3?是測量 RS-232 信號的合適儀器。以上儀器由北京迪陽世紀(jì)公司在中國銷售。
分析
要檢查測量信號中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，必須檢查各種脈沖，必須取出起始位和停止位，以及奇偶校驗位（如果使用）。其余位必須轉(zhuǎn)換為可讀數(shù)據(jù)。
TiePie 工程多通道示波器軟件能夠使用UART/串行解碼器分析 RS232 信號。
生成測試信號
在此示例中，Handyscope HS5 用于測量來自運行終端程序的計算機的串行通信，在終端程序中鍵入文本。
打開您最喜歡的終端程序（例如超級終端）并使用以下設(shè)置將其設(shè)置為通過串行 (COM) 端口進行通信：
環(huán)境
價值
波特率
110
數(shù)據(jù)位
8個
平價
沒有任何
停止位
1個
數(shù)據(jù)傳輸控制
沒有任何
在終端程序中輸入的文本現(xiàn)在應(yīng)該直接通過串行端口傳輸。
設(shè)置硬件
首先將 Handyscope HS5 連接到計算機并啟動多通道示波器軟件。
現(xiàn)在將Ch1連接到電腦COM口的TxD線上。將輸入的地端連接到COM口的CG（機箱地）。
COM 端口使用 9 針或 25 針公頭 D-sub 連接器。
信號
9針
25針
傳輸數(shù)據(jù)
引腳 3
引腳 2
接收數(shù)據(jù)
引腳 2
引腳 3
電腦動畫
引腳 5
引腳 1
設(shè)置軟件
設(shè)置輸入通道
由于只有一個通道用于測量 RS-232 信號，因此 Handyscope HS5 的通道 2 從屏幕上移除。
我們使用 Ch1 來測量傳輸數(shù)據(jù) (TxD)。為了簡化信號的識別，可以給它一個描述性的名稱（別名）。要更改通道的別名，請右鍵單擊對象樹中的通道并選擇別名...，然后輸入所需的別名。為 Ch1 指定別名“TxD”。
RS-232 信號介于 -12 V 和 +12 V 之間，空閑狀態(tài) = -12 V。因此，將通道的通道輸入耦合設(shè)置為“DC”并將通道的輸入靈敏度設(shè)置為“20 V”滿刻度.?這樣可以正確測量兩個信號電平。
設(shè)置時基
在我們的示例中，使用了 110 位/秒的串行通信。因此，將時基設(shè)置為十倍高的采樣頻率，即 1 kHz。由于我們將在終端程序中鍵入文本，因此我們需要足夠的測量時間，例如 2 秒。采樣頻率為 1 kHz，需要 2000 個樣本記錄長度。
設(shè)置 UART/串行解碼器
為了分析 RS-232 信號，使用了UART/串行解碼器 I/O。通過單擊對象樹中的IOs創(chuàng)建一個，選擇Decode然后選擇UART / Serial decoder。
通過將 Ch1、TxD 拖到對象樹中的串行解碼器接收器上，將其連接到串行解碼器。
要顯示解碼的 UART/串行消息，使用表接收器。通過單擊對象樹中的Sinks然后單擊Table創(chuàng)建一個。通過將 UART/串行解碼器拖到對象樹中的表接收器上，將其連接到表接收器。
端口設(shè)置
雙擊 UART / Serial decoder I/O 打開其設(shè)置窗口，為解碼器設(shè)置端口設(shè)置。
電平和遲滯
對于正常的串行通信，所有高于Level的信號電平都被認(rèn)為是邏輯“0”，所有低于Level - Hysteresis的信號電平都被認(rèn)為是邏輯“1”。解碼器可以根據(jù)測量數(shù)據(jù)檢測電平和遲滯，或者用戶可以設(shè)置將用作電平和遲滯的電壓。通常，Auto level 和 hysteresis 都可以，因此啟用Auto detect level / hysteresis。
倒置
對于正常的串行通信，邏輯“0”由高電壓表示，邏輯“1”由低電壓表示。有時這是相反的，邏輯“1”是高電壓，邏輯“0”是低電壓。在我們的示例中，我們使用標(biāo)準(zhǔn) RS-232，因此禁用Invert。
波特率
串口解碼器可以自動判斷被測信號的波特率。但是，它要求被測信號中的邊沿數(shù)量最少，這意味著通信必須足夠長。解碼器也可以設(shè)置為固定波特率。在該設(shè)置中，解碼器將使用預(yù)設(shè)波特率開始分析數(shù)據(jù)。在我們的示例中，使用的波特率為 110。將解碼器的波特率設(shè)置為110。
數(shù)據(jù)位
串行通信可以為每個傳輸?shù)摹白帧笔褂貌煌瑪?shù)量的數(shù)據(jù)位。在我們的示例中，使用了 8 個數(shù)據(jù)位。將解碼器的數(shù)據(jù)位數(shù)設(shè)置為8。
平價
串行通信可以使用不同種類的奇偶校驗來驗證傳輸數(shù)據(jù)的正確性。在我們的示例中，沒有使用奇偶校驗。將解碼器的奇偶校驗設(shè)置為None。
停止位
串行通信可以使用不同數(shù)量的停止位來指示傳輸“字”的結(jié)束。在我們的示例中，使用了 1 個停止位。將解碼器的停止位數(shù)設(shè)置為1。
附加設(shè)置與解碼 RS232 無關(guān)，因此可以忽略。
準(zhǔn)備測量
現(xiàn)在一切都已正確設(shè)置，在終端程序中鍵入一個詞以創(chuàng)建串行通信。儀器將捕獲此通信，串行解碼器將對其進行分析和解碼。
在我們的示例中，“tiepie”一詞由串行解碼器輸入、測量和轉(zhuǎn)換。解碼后的信息如表所示。
要清除表格以進行新的測量，請按??清除表格按鈕。
UART/串行解碼器可以在默認(rèn)情況下未啟用的表格中的列中顯示更多信息。單擊?列選擇按鈕以啟用或禁用表中的列。
當(dāng)通信塊比表格長時，不可能看到附加的所有文本。該表具有自動滾動功能，始終確保底線可見。要切換此功能，請單擊?自動滾動按鈕。
要將表的內(nèi)容保存到文件中，請按??另存為?按鈕。
要避免表格隱藏在其他窗口后面，請按??總在最前面按鈕。
清理亂信號
在工業(yè)環(huán)境中，測量信號可能非常“亂”，導(dǎo)致串行解碼器無法正確解碼通信。?清理亂信號可以提高串行解碼器正確解碼信號的能力。
北京迪陽世紀(jì)科技有限公司提供全系列產(chǎn)品 請看官網(wǎng)：www.trmgy.cn
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工業(yè)環(huán)境中的許多設(shè)備仍在使用 RS-232 串行通信鏈路。RS-232 使用兩個信號電平來區(qū)分邏輯“1”和邏輯“0”。邏輯“1”由 -12 V 表示，邏輯“0”由 +12 V 表示。RS-232 可以在不同的比特率下運行，標(biāo)準(zhǔn)值介于 110 bit/s 和 115200 bit/s 之間。為了同步發(fā)送和接收設(shè)備，可以將起始位和/或停止位添加到要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)中。RS-232 支持對傳輸數(shù)據(jù)進行簡單的有效性檢查，使用可以添加到數(shù)據(jù)中的奇偶校驗位。有兩條信號線可用，TxD（發(fā)送數(shù)據(jù)）和 RxD（接收數(shù)據(jù)）。這些可以同時使用，這使得全雙工通信成為可能。
測量
要測量單個 RS-232 信號，需要一臺至少有一個通道的測量儀器。要測量全雙工信號，需要一臺至少有兩個通道的儀器。RS-232 總線上的最大頻率取決于所使用的比特率。儀器在每個通道上的采樣率必須至少是總線比特率的三倍，但最好高十倍。對于 110 位/秒的總線，這意味著兩個通道上的最小采樣頻率至少為 1 kHz。RS-232 使用 -12 和 +12 V 之間的電壓，因此儀器應(yīng)該能夠測量 -12 和 +12 V 之間的電壓。由于數(shù)據(jù)傳輸可能很長，因此最好使用長記錄長度來捕獲通信。
WiFiScope?WS6 DIFF、?WiFiScope WS6、?WiFiScope WS5、?WiFiScope WS4 DIFF、?Handyscope HS6 DIFF、?Handyscope HS5、?Handyscope HS4 DIFF、?Handyscope HS4和?Handyscope HS3?是測量 RS-232 信號的合適儀器。以上儀器由北京迪陽世紀(jì)公司在中國銷售。
分析
要檢查測量信號中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，必須檢查各種脈沖，必須取出起始位和停止位，以及奇偶校驗位（如果使用）。其余位必須轉(zhuǎn)換為可讀數(shù)據(jù)。
TiePie 工程多通道示波器軟件能夠使用UART/串行解碼器分析 RS232 信號。
生成測試信號
在此示例中，Handyscope HS5 用于測量來自運行終端程序的計算機的串行通信，在終端程序中鍵入文本。
打開您最喜歡的終端程序（例如超級終端）并使用以下設(shè)置將其設(shè)置為通過串行 (COM) 端口進行通信：
環(huán)境
價值
波特率
110
數(shù)據(jù)位
8個
平價
沒有任何
停止位
1個
數(shù)據(jù)傳輸控制
沒有任何
在終端程序中輸入的文本現(xiàn)在應(yīng)該直接通過串行端口傳輸。
設(shè)置硬件
首先將 Handyscope HS5 連接到計算機并啟動多通道示波器軟件。
現(xiàn)在將Ch1連接到電腦COM口的TxD線上。將輸入的地端連接到COM口的CG（機箱地）。
COM 端口使用 9 針或 25 針公頭 D-sub 連接器。
信號
9針
25針
傳輸數(shù)據(jù)
引腳 3
引腳 2
接收數(shù)據(jù)
引腳 2
引腳 3
電腦動畫
引腳 5
引腳 1
設(shè)置軟件
設(shè)置輸入通道
由于只有一個通道用于測量 RS-232 信號，因此 Handyscope HS5 的通道 2 從屏幕上移除。
我們使用 Ch1 來測量傳輸數(shù)據(jù) (TxD)。為了簡化信號的識別，可以給它一個描述性的名稱（別名）。要更改通道的別名，請右鍵單擊對象樹中的通道并選擇別名...，然后輸入所需的別名。為 Ch1 指定別名“TxD”。
RS-232 信號介于 -12 V 和 +12 V 之間，空閑狀態(tài) = -12 V。因此，將通道的通道輸入耦合設(shè)置為“DC”并將通道的輸入靈敏度設(shè)置為“20 V”滿刻度.?這樣可以正確測量兩個信號電平。
設(shè)置時基
在我們的示例中，使用了 110 位/秒的串行通信。因此，將時基設(shè)置為十倍高的采樣頻率，即 1 kHz。由于我們將在終端程序中鍵入文本，因此我們需要足夠的測量時間，例如 2 秒。采樣頻率為 1 kHz，需要 2000 個樣本記錄長度。
設(shè)置觸發(fā)器
設(shè)置 UART/串行解碼器
為了分析 RS-232 信號，使用了UART/串行解碼器 I/O。通過單擊對象樹中的IOs創(chuàng)建一個，選擇Decode然后選擇UART / Serial decoder。
通過將 Ch1、TxD 拖到對象樹中的串行解碼器接收器上，將其連接到串行解碼器。
要顯示解碼的 UART/串行消息，使用表接收器。通過單擊對象樹中的Sinks然后單擊Table創(chuàng)建一個。通過將 UART/串行解碼器拖到對象樹中的表接收器上，將其連接到表接收器。
端口設(shè)置
雙擊 UART / Serial decoder I/O 打開其設(shè)置窗口，為解碼器設(shè)置端口設(shè)置。
電平和遲滯
對于正常的串行通信，所有高于Level的信號電平都被認(rèn)為是邏輯“0”，所有低于Level - Hysteresis的信號電平都被認(rèn)為是邏輯“1”。解碼器可以根據(jù)測量數(shù)據(jù)檢測電平和遲滯，或者用戶可以設(shè)置將用作電平和遲滯的電壓。通常，Auto level 和 hysteresis 都可以，因此啟用Auto detect level / hysteresis。
倒置
對于正常的串行通信，邏輯“0”由高電壓表示，邏輯“1”由低電壓表示。有時這是相反的，邏輯“1”是高電壓，邏輯“0”是低電壓。在我們的示例中，我們使用標(biāo)準(zhǔn) RS-232，因此禁用Invert。
波特率
串口解碼器可以自動判斷被測信號的波特率。但是，它要求被測信號中的邊沿數(shù)量最少，這意味著通信必須足夠長。解碼器也可以設(shè)置為固定波特率。在該設(shè)置中，解碼器將使用預(yù)設(shè)波特率開始分析數(shù)據(jù)。在我們的示例中，使用的波特率為 110。將解碼器的波特率設(shè)置為110。
數(shù)據(jù)位
串行通信可以為每個傳輸?shù)摹白帧笔褂貌煌瑪?shù)量的數(shù)據(jù)位。在我們的示例中，使用了 8 個數(shù)據(jù)位。將解碼器的數(shù)據(jù)位數(shù)設(shè)置為8。
平價
串行通信可以使用不同種類的奇偶校驗來驗證傳輸數(shù)據(jù)的正確性。在我們的示例中，沒有使用奇偶校驗。將解碼器的奇偶校驗設(shè)置為None。
停止位
串行通信可以使用不同數(shù)量的停止位來指示傳輸“字”的結(jié)束。在我們的示例中，使用了 1 個停止位。將解碼器的停止位數(shù)設(shè)置為1。
附加設(shè)置與解碼 RS232 無關(guān)，因此可以忽略。
準(zhǔn)備測量
現(xiàn)在一切都已正確設(shè)置，在終端程序中鍵入一個詞以創(chuàng)建串行通信。儀器將捕獲此通信，串行解碼器將對其進行分析和解碼。
在我們的示例中，“tiepie”一詞由串行解碼器輸入、測量和轉(zhuǎn)換。解碼后的信息如表所示。
要清除表格以進行新的測量，請按??清除表格按鈕。
UART/串行解碼器可以在默認(rèn)情況下未啟用的表格中的列中顯示更多信息。單擊?列選擇按鈕以啟用或禁用表中的列。
當(dāng)通信塊比表格長時，不可能看到附加的所有文本。該表具有自動滾動功能，始終確保底線可見。要切換此功能，請單擊?自動滾動按鈕。
要將表的內(nèi)容保存到文件中，請按??另存為?按鈕。
要避免表格隱藏在其他窗口后面，請按??總在最前面按鈕。
清理亂信號
在工業(yè)環(huán)境中，測量信號可能非常“亂”，導(dǎo)致串行解碼器無法正確解碼通信。?清理亂信號可以提高串行解碼器正確解碼信號的能力。
北京迪陽世紀(jì)科技有限公司提供全系列產(chǎn)品 請看官網(wǎng)：www.trmgy.cn
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