串口通信踩坑指南

ID:224104 · 發表于 2021-1-6 11:36

今天在研究串口調試的時候發現了一個極其吊詭的現象。
單片機從下位機發送字符“A”（二進制 01000001）給上位機，但上位機始終受到的是“”（二進制00000101）
踩坑.png

于是乎我打開示波器，但發現其波形與理論上的波形沒有任何區別。
字符“A”.png

發送的 01000001 為何會變成 00000101。經過分析后大概知道了其中的緣故。
無標題.png

由于停止位和下一個起始位離得太近。如果上位機非常不巧地把數據位當成了起始位，那么所有的數據就完全錯位了，就像圖中那樣。
所以建議發送每個字節之間加上一點延時。防止這種極端的情況發生

ID:365802 · 發表于 2021-1-6 15:41

嗯, 是不是把停止位設置長一點會有改善.

ID:874380 · 發表于 2021-1-6 17:22

如果用軟件模擬的串口，發生這種情況的概率會不小，如果是硬件模塊發送出現這種情況建議換器件，帶緩沖的發送器會在發送移位寄存器為空時自動把緩沖器內的數據裝入移位寄存器，接收反之。接收一般會在檢測到起始位的中點（由波特率算出）對RX引腳進行采樣，由于波特率的誤差累計，數據幀越長，采樣點就會前后移動，偏離數據位中心。一般的經驗是：波特率理論誤差0.2%以內，加上振蕩器誤差2%（內部、最大），則數據幀長度不超過128位，這樣粗略計算在接收最后一位時采樣點偏移不超過30%，相對安全

ID:224104 · 發表于 2021-1-6 21:32

ping264888 發表于 2021-1-6 15:41
嗯, 是不是把停止位設置長一點會有改善.

嗯嗯，差不多是這么個道理

ID:224104 · 發表于 2021-1-6 21:42

qq863 發表于 2021-1-6 17:22
如果用軟件模擬的串口，發生這種情況的概率會不小，如果是硬件模塊發送出現這種情況建議換器件，帶緩沖的發 ...

其實硬件串口也沒有那么糟糕，而且只要主頻足夠高，波特率誤差就可以足夠小。

核心問題還是上位機采樣時機晚了、或者說單片機太"著急"了，我覺得串口有必要遵循一定的邏輯步驟。例如，在程序里加一步"按鈕觸發"，單片機啟動后先不發字符，然后上位機打開串口等待接收，單片機按下按鍵觸發中斷開始發送字符。這樣其實可以不需要每次發送字符都要延時，也可以非常完美地傳輸數據。

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