L'analyse du Protocole UART (Universal Asynchronous Receiver / Transmitter, Universal Asynchronous Receiver / Transmitter) est une tâche de débogage courante dans l'ingénierie électronique et le développement de systèmes embarqués, conçue pour assurer l'exactitude et la fiabilité du transfert de données entre appareils en capturant, décodant et vérifiant les données de communication UART. Voici une analyse détaillée du Protocole UART:

I. principes fondamentaux du Protocole UART: mécanisme central de communication asynchrone

Bit de départ: niveau bas (0) qui signale le début de la transmission des données et dure 1 période bit.

Bits de données: généralement 5 - 9 bits (8 bits communs), transmis dans l'ordre de priorité LSB (LOW BIT).

Bit de contrôle (optionnel): impair, pair ou pas de contrôle pour la détection d'erreurs monobits.

Bit d'arrêt: Niveau haut (1), durée 1 - 2 bits, marque la fin de la transmission des données.

Débit en bauds: nombre de bits transmis par seconde (par exemple 9600, 115200) qui doivent être strictement cohérents entre l'émetteur et le récepteur.

Synchronisation sans signal d'horloge, en s'appuyant sur le BIT de départ et le débit en bauds pour l'alignement des données.

état inactif: le bus reste au niveau haut (1), état dans lequel il n'y a pas de transfert de données.

II. Objectifs fondamentaux de l'analyse du Protocole UART

Vérifiez les paramètres de communication: vérifiez que les paramètres de débit en bauds, de bits de données, de bits de contrôle et de bits d'arrêt correspondent (par exemple, 9600 - 8 - N - 1 à l'émission et 9600 - 8 - N - 1 à la réception).

La détection d'un écart de débit en bauds (par exemple, un débit en bauds réel de 9610 au lieu de 9600) peut entraîner un désalignement des données.

Capture et décodage des données: convertit la forme d'onde brute en un format lisible (par exemple, caractères ASCII, valeurs hexadécimales).

Erreur de trame: le BIT d'arrêt n'est pas au niveau haut (par exemple, le BIT d'arrêt est tiré vers le bas en raison d'une interférence de bruit).

Erreur de contrôle: les données reçues ne correspondent pas au BIT de contrôle (par exemple, l'extrémité d'émission est mise à parité et l'extrémité de réception est calculée de manière impaire).

Erreur de débordement: Le tampon de réception est plein et de nouvelles données sont rejetées (souvent dans les communications à haute vitesse ou les scénarios de latence de traitement).

Vérifiez que le retard du Front descendant du BIT de départ au premier bit de données est conforme aux exigences de débit en bauds.

Vérifiez que les intervalles entre les trames successives, tels que 10 MS, répondent aux besoins en temps de réponse du dispositif.

Iii. Outils et méthodes d'analyse du Protocole UART

1. Analyseur logique

Avantages:

- capture synchrone multicanal (peut surveiller simultanément les signaux TX, Rx, CTS / RTS, etc.).

- moteur de décodage UART intégré qui affiche directement les caractères ASCII ou les données hexadécimales.

- prend en charge les conditions de déclenchement (telles que la capture d'une chaîne spécifique "error" ou d'une trame de données à une adresse spécifique).

Étapes opérationnelles:

- Connectez la sonde de l'Analyseur logique aux lignes TX (émission) et RX (réception) de l'UART.

- régler la fréquence d'échantillonnage (au moins 10 fois la vitesse en bauds, comme 115 200 bauds nécessite ≥ 1152 MS / s).

- Configurez les conditions de déclenchement (telles que trigger Edge ou trigger word "0x41" (ASCII 'a').

- capturez les données et regardez les résultats du décodage, vérifiez s'il y a un drapeau d'erreur.

2. Oscilloscope (avec la fonction de décodage UART)

Avantages:

- observez les détails de la forme d'onde du signal (par exemple, la pente du Front descendant de départ, le niveau de bruit).

- mesure de l'amplitude du signal (assurez - vous que le niveau haut ≥ 2,4 V et le niveau bas ≤ 0,8 V, conforme à la norme TTL).

Étapes opérationnelles:

- ligne TX ou RX reliant la sonde de l'oscilloscope à l'UART.

- Activer la fonction de décodage UART, définir le débit en bauds et le format des données.

- déclenchez la capture et observez la forme d'onde, vérifiez les relations temporelles des bits de départ, des bits de données et des bits d'arrêt.