Измерение сигналов RS-232 | Статьи | TiePie - USB-осциллографы, анализаторы спектра, регистраторы данных, мультиметры, генераторы сигналов произвольной формы

1. Измерение
2. Анализ
3. Генерация тестового сигнала
4. Настройка входных каналов
5. Настройка временной базы
6. Настройка триггера
7. Настройка последовательного анализатора
8. Настройки порта

Многие устройства в промышленных условиях все еще используют последовательный канал связи RS-232. RS-232 использует два уровня сигнала, чтобы различать логическую «1» и логическую «0». Логическая «1» представлена ​​-12 В, а логическая «0» представлена ​​+12 В. RS-232 может работать на разных битрейтах, стандартные значения лежат между 110 бит / с и 115200 бит / с. Чтобы синхронизировать отправляющее и принимающее устройства, к данным для передачи можно добавить стартовые и / или стоповые биты. RS-232 поддерживает простую проверку достоверности передаваемых данных, используя бит четности, который может быть добавлен к данным. Доступны две сигнальные линии: TxD (передача данных) и RxD (получение данных). Они могут использоваться одновременно, что делает возможным полнодуплексную связь.

Измерение

Для измерения отдельных сигналов RS-232 требуется измерительный прибор с хотя бы одним каналом. Для измерения полнодуплексных сигналов требуется инструмент с как минимум двумя каналами. Максимальная частота на шине RS-232 зависит от используемой скорости передачи. Прибор должен дискретизировать по крайней мере в три раза большую скорость передачи данных на шине, но предпочтительно в десять раз выше, на каждом канале. Для шины 110 бит / с это означало бы минимальную частоту дискретизации не менее 1 кГц на обоих каналах. RS-232 использует напряжения в диапазоне от -12 до +12 В, поэтому прибор должен иметь возможность измерять напряжения в диапазоне от -12 до +12 В. Поскольку передача данных может быть длительной, для захвата сообщения предпочтительнее использовать длинную длину записи.

Handyscope HS3 , Handyscope HS4 , Handyscope HS4 DIFF , Handyscope HS5 и Handyscope HS6 DIFF являются подходящими инструментами для измерения сигналов RS-232.

Анализ

Чтобы проверить переданные данные в измеренных сигналах, необходимо проверить различные импульсы, вынуть стартовый и стоповый биты и бит четности, когда они используются. Остальные биты должны быть преобразованы в читаемые данные.

TiePie Engineering Многоканальный осциллограф способен анализировать сигналы RS232, используя Серийный анализатор ,

Генерация тестового сигнала

В этом примере Handyscope HS4 используется для измерения последовательной связи с компьютера, на котором запущена терминальная программа, в которой набирается текст.

Откройте вашу любимую терминальную программу (например, Hyperterminal) и настройте ее для связи через последовательный (COM) порт с использованием следующих настроек:

Значение параметра Скорость передачи 110 Биты данных 8 Четность Нет Стоповые биты 1 Управление передачей данных Нет

Текст, набранный в терминальной программе, теперь должен передаваться напрямую через последовательный порт.

Сначала Handyscope HS4 подключается к компьютеру и запускается программное обеспечение многоканального осциллографа.

Теперь подключите Ch1 к линии TxD COM-порта компьютера. Подключите клемму заземления входа к CG (заземление шасси) COM-порта.

COM-порты используют 9-контактный или 25-контактный разъем D-sub.

Сигнал 9 контакт 25 контакт TxD контакт 3 контакт 2 RxD контакт 2 контакт 3 CG контакт 5 контакт 1

Настройка входных каналов

Поскольку для измерения сигнала RS-232 используется только один канал, Ch2, Ch3 и Ch4 Handyscope HS4 удаляются с экрана.

Мы используем Ch1 для измерения передаваемых данных (TxD). Чтобы упростить распознавание сигнала, ему может быть дано описательное имя (псевдоним). Чтобы изменить псевдоним канала, щелкните правой кнопкой мыши канал в дереве объектов и выберите « Задать псевдоним ...» и введите требуемый псевдоним. Дайте Ch1 псевдоним "TxD".

Сигналы RS-232 лежат в диапазоне от -12 В до +12 В, состояние холостого хода = -12 В. Поэтому установите входную связь канала канала на «DC» и установите чувствительность входа канала на полную шкалу «20 В». , Таким образом, оба уровня сигнала могут быть измерены правильно.

Настройка временной базы

В нашем примере используется последовательная связь со скоростью 110 бит / с. Поэтому установите временную базу в частота дискретизации это в десять раз выше, 1 кГц. Поскольку мы будем вводить текст в терминальной программе, нам нужно достаточное время измерения, например, 2 секунды. С частотой дискретизации 1 кГц это требует 2000 выборок длина записи ,

Настройка триггера

В состоянии ожидания линия TxD имеет логику «1», что означает, что напряжение на линии = -12 В. Когда начинается связь, сначала запускается бит запуска, передается логическая «0» (+12 В). Это означает, что начало коммуникационной последовательности является нарастающим фронтом. Поэтому установите тип триггера на передний край. уровень срабатывания а также вызвать гистерезис не очень важны, если они находятся в диапазоне от -12 до +12 В. Установите уровень триггера, например, 50%, а гистерезис, например, 2,5%. Чтобы убедиться, что измерение начинается только тогда, когда начинается связь, время срабатывания должен быть установлен на бесконечность .

Настройка последовательного анализатора

Для анализа сигналов RS-232 необходимо мойка последовательного анализатора используется. Создайте его, щелкнув правой кнопкой мыши Sinks в дереве объектов и выбрав Serial анализатор . Это также открывает дополнительное окно, в котором будет отображаться анализируемая связь RS-232.

Последовательный анализатор может обрабатывать до восьми последовательных сигналов связи, но в нашем примере анализируется только один сигнал. Подключите Ch1, TxD к последовательному анализатору, перетащив его на приемник последовательного анализатора в дереве объектов.

Настройки порта

Нажмите на вкладку « Настройки », чтобы настроить параметры порта для анализатора.

Последовательный анализатор может анализировать последовательные сигналы от нескольких источников. Подключенные источники изначально получат значения по умолчанию. Эти значения по умолчанию можно изменить, выбрав « По умолчанию» в селекторе источников . Также можно выбрать настройки для уже подключенных источников. В нашем примере в качестве источника используется TxD, поэтому выберите его.

Скорость передачи данных Последовательный анализатор может автоматически определять скорость передачи измеряемого сигнала. Тем не менее, это требует, по крайней мере, 25 фронтов в измеренном сигнале, а это означает, что связь должна быть достаточно длинной, по крайней мере, от 4 до 5 символов передаваемых данных. Анализатор также может быть установлен на фиксированную скорость передачи данных. При такой настройке анализатор немедленно начнет анализировать данные, используя заданную скорость передачи данных. В нашем примере используется битрейт 110. Установите битрейт анализатора равным 110 . Биты данных Последовательная связь может использовать различное количество битов данных на передаваемое «слово». В нашем примере используется 8 бит данных. Установите количество бит данных анализатора равным 8 . Контроль четности Последовательная связь может использовать различные виды контроля четности для проверки правильности передаваемых данных. В нашем примере четность не используется. Установите для четности анализатора значение Нет . Стоповые биты Последовательная связь может использовать различное количество стоповых битов, чтобы указывать конец переданного «слова». В нашем примере используется 1 стоповый бит. Установите количество стоп-битов анализатора на 1 . Тип При нормальной последовательной связи логический «0» представлен высоким напряжением, а логический «1» - низким напряжением. Иногда это инвертируется, логическая «1» - это высокое напряжение, а логическая «0» - это низкое напряжение. В нашем примере мы используем стандарт RS-232, поэтому установите Тип в Нормальное . Средний уровень При обычной последовательной связи все уровни выше среднего уровня считаются логическим «0», а все уровни ниже среднего уровня - логическим «1». Анализатор может обнаружить средний уровень на основе измеренных данных, или пользователь может установить напряжение, которое будет использоваться в качестве среднего уровня. Обычно используется автоматический уровень, поэтому установите средний уровень на автоматический уровень .

Теперь все правильно настроено, введите слово в терминальной программе для создания последовательной связи. Прибор фиксирует это сообщение, а последовательный анализатор анализирует и декодирует его.

В нашем примере слово «tiepie» было набрано, измерено и преобразовано последовательным анализатором. Использованные настройки отображаются над декодированной частью сообщения.

Чтобы очистить окно вывода Serial Analyzer для нового измерения, нажмите Кнопка очистки текста .

Когда блок связи длиннее, чем окно вывода Serial Analyzer, невозможно увидеть весь добавленный текст. В окне есть функция автоматической прокрутки, которая всегда обеспечивает видимость нижних строк. Чтобы переключить эту функцию, нажмите Кнопка автопрокрутки .

Чтобы сохранить содержимое окна вывода в файл, нажмите Кнопка Сохранить .

Чтобы окно вывода не было скрыто за другими окнами, нажмите Всегда на верхней кнопке.

В промышленных условиях измеренные сигналы могут быть очень «грязными», что приводит к проблемам с последовательным анализатором последовательного анализатора. Очистка сигналов может улучшить способность последовательного анализатора правильно декодировать сигналы.