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(hào)？
HS6系列電腦示波器如何測量和分析 RS232 信號(hào)？
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(gè)信號(hào)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(yùn)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(jìn)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(yàn)位。有兩條信號(hào)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(shí)使用，這使得全雙工通信成為可能。
測量
要測量單個(gè) RS-232 信號(hào)，需要一臺(tái)至少有一個(gè)通道的測量儀器。要測量全雙工信號(hào)，需要一臺(tái)至少有兩個(gè)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(gè)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(gè)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(hào)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(hào)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(yàn)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(hào)。
生成測試信號(hào)
在此示例中，Handyscope HS5 用于測量來自運(yùn)行終端程序的計(jì)算機(jī)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(jí)終端）并使用以下設(shè)置將其設(shè)置為通過串行 (COM) 端口進(jìn)行通信：
環(huán)境
價(jià)值
波特率
110
數(shù)據(jù)位
8個(gè)
平價(jià)
沒有任何
停止位
1個(gè)
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(jì)算機(jī)并啟動(dòng)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(jī)箱地）。
COM 端口使用 9 針或 25 針公頭 D-sub 連接器。
信號(hào)
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(dòng)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(gè)通道用于測量 RS-232 信號(hào)，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(hào)的識(shí)別，可以給它一個(gè)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(hào)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(gè)信號(hào)電平。
設(shè)置時(shí)基
在我們的示例中，使用了 110 位/秒的串行通信。因此，將時(shí)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(shí)間，例如 2 秒。采樣頻率為 1 kHz，需要 2000 個(gè)樣本記錄長度。
設(shè)置 UART/串行解碼器
為了分析 RS-232 信號(hào)，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(gè)，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(gè)。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(hào)電平都被認(rèn)為是邏輯“0”，所有低于Level - Hysteresis的信號(hào)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(shí)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(dòng)判斷被測信號(hào)的波特率。但是，它要求被測信號(hào)中的邊沿?cái)?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(gè)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(gè)數(shù)據(jù)位。將解碼器的數(shù)據(jù)位數(shù)設(shè)置為8。
平價(jià)
串行通信可以使用不同種類的奇偶校驗(yàn)來驗(yàn)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(yàn)。將解碼器的奇偶校驗(yàn)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(gè)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(gè)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(jìn)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(jìn)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(shí)，不可能看到附加的所有文本。該表具有自動(dòng)滾動(dòng)功能，始終確保底線可見。要切換此功能，請單擊?自動(dòng)滾動(dòng)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(hào)
在工業(yè)環(huán)境中，測量信號(hào)可能非?！皝y”，導(dǎo)致串行解碼器無法正確解碼通信。?清理亂信號(hào)可以提高串行解碼器正確解碼信號(hào)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.js-taiyuan.com
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(gè)信號(hào)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(yùn)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(jìn)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(yàn)位。有兩條信號(hào)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(shí)使用，這使得全雙工通信成為可能。
測量
要測量單個(gè) RS-232 信號(hào)，需要一臺(tái)至少有一個(gè)通道的測量儀器。要測量全雙工信號(hào)，需要一臺(tái)至少有兩個(gè)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(gè)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(gè)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(hào)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(hào)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(yàn)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(hào)。
生成測試信號(hào)
在此示例中，Handyscope HS5 用于測量來自運(yùn)行終端程序的計(jì)算機(jī)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(jí)終端）并使用以下設(shè)置將其設(shè)置為通過串行 (COM) 端口進(jìn)行通信：
環(huán)境
價(jià)值
波特率
110
數(shù)據(jù)位
8個(gè)
平價(jià)
沒有任何
停止位
1個(gè)
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(jì)算機(jī)并啟動(dòng)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(jī)箱地）。
COM 端口使用 9 針或 25 針公頭 D-sub 連接器。
信號(hào)
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(dòng)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(gè)通道用于測量 RS-232 信號(hào)，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(hào)的識(shí)別，可以給它一個(gè)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(hào)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(gè)信號(hào)電平。
設(shè)置時(shí)基
在我們的示例中，使用了 110 位/秒的串行通信。因此，將時(shí)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(shí)間，例如 2 秒。采樣頻率為 1 kHz，需要 2000 個(gè)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(hào)，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(gè)，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(gè)。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(hào)電平都被認(rèn)為是邏輯“0”，所有低于Level - Hysteresis的信號(hào)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(shí)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(dòng)判斷被測信號(hào)的波特率。但是，它要求被測信號(hào)中的邊沿?cái)?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(gè)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(gè)數(shù)據(jù)位。將解碼器的數(shù)據(jù)位數(shù)設(shè)置為8。
平價(jià)
串行通信可以使用不同種類的奇偶校驗(yàn)來驗(yàn)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(yàn)。將解碼器的奇偶校驗(yàn)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(gè)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(gè)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(jìn)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(jìn)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(shí)，不可能看到附加的所有文本。該表具有自動(dòng)滾動(dòng)功能，始終確保底線可見。要切換此功能，請單擊?自動(dòng)滾動(dòng)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(hào)
在工業(yè)環(huán)境中，測量信號(hào)可能非?！皝y”，導(dǎo)致串行解碼器無法正確解碼通信。?清理亂信號(hào)可以提高串行解碼器正確解碼信號(hào)的能力。
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