使用示波器或逻辑分析仪来测量实际的波特率

只看该作者 · 2024-5-29 14:42

使用示波器或逻辑分析仪来测量实际的波特率是确保通信系统工作正常的重要步骤。

详细的测量步骤和注意事项：

工具和准备

所需工具
示波器**：用于捕捉和分析波形。
逻辑分析仪**：用于数字信号的精确分析。
UART通信设备**：发送和接收信号的设备。
连接线**：用于连接设备和测量工具。

测量步骤

1. 连接设备
- 示波器：将示波器探头连接到UART信号线上。通常，将探头的尖端连接到UART的Tx引脚或Rx引脚，地线连接到系统地。
- 逻辑分析仪：将逻辑分析仪探头连接到UART信号线上，确保探头接地连接到系统地。

只看该作者 · 2024-5-29 14:43

设置示波器
时基设置：将示波器的时基设置为适合9600bps波特率的范围（例如，每个时间格显示1毫秒）。
触发设置：设置触发源为UART信号线，并选择上升沿或下降沿触发，以捕捉信号的变化。
电压范围：设置电压范围适合UART信号电平（如0V到5V或0V到3.3V）。

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发送测试信号
- 使用UART通信设备发送已知数据帧，例如单个字符或特定的数据序列。字符'A'（01000001）是常用的测试数据，因为它包含明确的起始和停止位。

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捕获和分析波形

示波器分析
1. 捕获波形：启动示波器，捕获UART信号的波形。
2. 识别数据帧：在波形上找到起始位（通常是高电平到低电平的过渡）。
3. 测量位宽：使用示波器的光标功能，测量单个位的持续时间。例如，对于9600bps波特率，每个位的时间应为104.17微秒（1/9600秒）。
4. 计算波特率：根据测量的位宽计算波特率。
\[
\text{波特率} = \frac{1}{\text{位宽}}
\]

只看该作者 · 2024-5-29 14:44

逻辑分析仪分析
1. 捕获信号：启动逻辑分析仪，捕获UART信号。
2. 协议解码：如果逻辑分析仪支持UART协议解码，启用UART解码功能，设置波特率为9600bps。
3. 查看解码结果：查看逻辑分析仪的解码结果，验证接收到的数据是否正确。
4. 校验波特率：逻辑分析仪通常会显示实际捕获的波特率，与预期的9600bps进行比较。

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实际测量示例

假设使用示波器测量UART发送字符'A'的信号，具体步骤如下：

1. 连接示波器
- 将示波器探头连接到UART的Tx引脚，地线连接到系统地。

2. 配置示波器
- 设置时基为200微秒/格。
- 设置触发源为UART信号线，触发模式为上升沿或下降沿。

3. 发送字符
- 通过UART设备发送字符'A'（01000001）。

4. 捕获波形
- 启动示波器捕获波形。你应该看到一个开始位（低电平），然后是8个数据位和一个停止位（高电平）。

5. 测量位宽
- 使用光标功能，测量一个数据位的持续时间。例如，如果测量的位宽为104.17微秒，则计算波特率如下：
\[
\text{波特率} = \frac{1}{104.17 \times 10^{-6}} \approx 9600 \text{bps}
\]

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常见问题排查

1. 波特率误差
- 如果测量的位宽与预期不符，检查系统时钟配置和波特率寄存器设置。
- 确保波特率发生器和接收设备的设置一致。

2. 信号噪声
- 如果波形不清晰或存在噪声，检查连接线和接地。
- 确认环境中没有强电磁干扰源。

3. 数据帧识别
- 如果无法识别数据帧，确认发送的数据格式（如起始位、数据位、停止位）正确。

通过上述步骤和方法，可以准确测量实际的波特率，确保通信设备的波特率设置正确，保障数据传输的可靠性。