Cách đọc dữ liệu nối tiếp từ máy hiện sóng

Tôi có một vi điều khiển (PICAXE 20X2) và một đồng hồ đo nồi. Tôi đã lập trình micro để nó gửi bất kỳ thay đổi nào của đồng hồ sang cổng nối tiếp của PC. Rõ ràng đó là một ADC 8 bit. Bây giờ điều thú vị đối với tôi là có thể giải mã dữ liệu nối tiếp này trên máy hiện sóng.

Đây là hai hình ảnh, đầu tiên là khi micro gửi "0" tới PC và bức ảnh tiếp theo là khi nó gửi "255". Dữ liệu đang được truyền bằng cách sử dụng 9600 buad và tôi có thể nhận chúng tại thiết bị đầu cuối PC.

Bức ảnh đầu tiên

Hình thứ hai

Vì vậy, câu hỏi của tôi là, tôi đã nắm bắt đúng dữ liệu trong phạm vi của mình chưa, và thứ hai là làm thế nào người ta có thể đọc và giải mã các xung này thành định dạng hex hoặc ascii. Ý tôi là làm thế nào để đọc xung tăng giảm này (0/1).

Cảm ơn.

Đầu tiên, một điều mà Olin cũng nhận thấy: các cấp độ là mặt trái của những gì một vi điều khiển thường tạo ra:

Không có gì phải lo lắng, chúng ta sẽ thấy rằng chúng ta cũng có thể đọc nó theo cách này. Chúng ta chỉ cần nhớ rằng trên phạm vi, bit start sẽ là 1bit dừng và bit dừng 0.

$\mu$$\mu$$\mu$1$\mu$0

0x001$\mu$
0xFF$\mu$

guesstimates:

0b11001111 = 0xCF
0b11110010 = 0xF2

0b11001101 = 0xCD
0b11001010 = 0xCA
0b11001010 = 0xCA
0b11110010 = 0xF2

chỉnh sửa
Olin là hoàn toàn đúng, đây là một cái gì đó giống như ASCII. Thực tế, đây là phần bổ sung của ASCII.

0xCF ~ 0x30 = '0'
0xCE ~ 0x31 = '1'
0xCD ~ 0x32 = '2'
0xCC ~ 0x33 = '3'
0xCB ~ 0x34 = '4'
0xCA ~ 0x35 = '5'

0xF2 ~ 0x0D = [CR]

Điều này xác nhận rằng giải thích của tôi về ảnh chụp màn hình là chính xác.

chỉnh sửa 2 (cách tôi diễn giải dữ liệu, theo yêu cầu phổ biến :-))
Cảnh báo: đây là một câu chuyện dài, bởi vì đó là bản ghi lại những gì xảy ra trong đầu tôi khi tôi cố gắng giải mã một điều như thế này. Chỉ đọc nó nếu bạn muốn tìm hiểu một cách để giải quyết nó.

Ví dụ: byte thứ hai trên ảnh chụp màn hình thứ 1, bắt đầu bằng 2 xung hẹp. Tôi bắt đầu với byte thứ hai trên mục đích vì có nhiều cạnh hơn trong byte đầu tiên, vì vậy sẽ dễ dàng hơn để làm cho đúng. Mỗi xung hẹp là khoảng 1/10 của một phân chia, do đó, mỗi xung có thể cao 1 bit, với một bit thấp ở giữa. Tôi cũng không thấy bất cứ điều gì hẹp hơn thế này, vì vậy tôi đoán đó là một chút. Đó là tài liệu tham khảo của chúng tôi.
Sau đó, sau 101một khoảng thời gian dài hơn ở mức thấp. Nhìn rộng gấp đôi so với những cái trước, vì vậy có thể được 00. Cao theo sau đó là rộng gấp đôi, vì vậy sẽ được 1111. Bây giờ chúng ta có 9 bit: một bit start ( 1) cộng với 8 bit dữ liệu. Vì vậy, bit tiếp theo sẽ là bit stop, nhưng bởi vì nó0nó không thể nhìn thấy ngay lập tức. Vì vậy, đặt tất cả chúng ta lại với nhau 1010011110, bao gồm bit start và stop. Nếu bit stop không bằng 0, tôi đã có một giả định tồi ở đâu đó!
Hãy nhớ rằng UART gửi LSB (bit có ý nghĩa nhỏ nhất) trước tiên, vì vậy chúng tôi sẽ phải đảo ngược 8 bit dữ liệu: 11110010= 0xF2.

Bây giờ chúng ta biết chiều rộng của một bit đơn, một bit kép và chuỗi 4 bit và chúng ta đã xem xét byte đầu tiên. Chu kỳ cao đầu tiên (xung rộng) rộng hơn một chút so với 1111byte thứ hai, do đó sẽ rộng 5 bit. Mỗi khoảng thời gian thấp và cao theo sau nó đều rộng bằng bit kép trong byte khác, vì vậy chúng tôi nhận được 111110011. Lại 9 bit, do đó, bit kế tiếp nên là bit thấp, bit stop. Điều đó không sao, vì vậy nếu dự đoán của chúng tôi là chính xác, chúng tôi lại có thể đảo ngược các bit dữ liệu: 11001111= 0xCF.

Sau đó, chúng tôi đã nhận được một gợi ý từ Olin. Giao tiếp đầu tiên dài 2 byte, ngắn hơn 2 byte so với lần thứ hai. Và "0" cũng ngắn hơn 2 byte so với "255". Vì vậy, nó có thể là một cái gì đó giống như ASCII, mặc dù không chính xác. Tôi cũng lưu ý rằng byte thứ hai và thứ ba của "255" là như nhau. Tuyệt vời, đó sẽ là gấp đôi "5". Chúng tôi đang làm tốt! (Thỉnh thoảng bạn phải tự động viên mình.) Sau khi giải mã "0", "2" và "5" Tôi nhận thấy rằng có sự khác biệt 2 giữa các mã cho hai mã đầu tiên và chênh lệch 3 giữa các mã cuối cùng hai. Và cuối cùng tôi nhận thấy đó 0xC_là phần bổ sung của 0x3_, đó là mẫu cho các chữ số trong ASCII.

Một cái gì đó không thêm vào. Tín hiệu của bạn dường như đạt cực đại 3,3V đến cực đại, điều đó hàm ý rằng chúng nằm ngoài vi mô. Tuy nhiên, các mức UART của vi điều khiển (hầu như) luôn ở mức cao và không hoạt động ở mức thấp. Tín hiệu của bạn được đảo ngược từ đó, điều đó không có ý nghĩa.

Để cuối cùng có được dữ liệu này vào PC, nó phải được chuyển đổi thành các cấp RS-232. Đây là những gì một cổng PC COM mong đợi để xem. RS-232 ở mức thấp không hoạt động và hoạt động ở mức cao, nhưng mức thấp dưới -5V và mức cao là trên + 5V. May mắn thay, có những con chip giúp dễ dàng chuyển đổi giữa các tín hiệu UART mức vi điều khiển thông thường và RS-232. Những con chip này chứa các bơm tích điện để tạo ra điện áp RS-232 từ nguồn điện 3,3V của bạn. Đôi khi những con chip này được gọi chung là "MAX 232" vì đó là số phần của một loại chip sớm và phổ biến thuộc loại đó. Bạn cần một biến thể khác vì rõ ràng bạn đang sử dụng nguồn 3,3V chứ không phải 5V. Chúng tôi tạo ra một sản phẩm về cơ bản là một trong những con chip này trên một bảng có đầu nối. Truy cập http://www.embedinc.com/products/rslink2và nhìn vào sơ đồ để thấy một ví dụ về cách nối một con chip như vậy.

Một điều nữa không thêm vào là cả hai chuỗi dường như nhiều hơn một byte, mặc dù bạn nói rằng bạn chỉ gửi 0 và 255. Loại dữ liệu nối tiếp này được gửi với một bit bắt đầu, sau đó là 8 bit dữ liệu, sau đó một chút dừng lại. Bit bắt đầu luôn ở cực đối diện từ mức nhàn rỗi của dòng. Trong hầu hết các mô tả, mức nhàn rỗi của dòng được gọi là "không gian" và ngược lại là "đánh dấu". Vì vậy, bit start luôn luôn ở mức. Mục đích của bit start là cung cấp đồng bộ hóa thời gian cho các bit còn lại. Vì cả hai bên đều biết một bit dài bao nhiêu, nên câu hỏi duy nhất là khi bắt đầu một byte. Bit bắt đầu cung cấp thông tin này. Về cơ bản, bộ thu bắt đầu một đồng hồ ở cạnh đầu của bit start và sử dụng nó để biết khi nào các bit dữ liệu sẽ xuất hiện.

Các bit dữ liệu được gửi ít nhất theo thứ tự quan trọng nhất, với dấu là 1 và dấu cách là 0. Một bit dừng ở mức không gian được thêm vào để bắt đầu của bit bắt đầu tiếp theo là một cạnh mới và để lại một ít thời gian giữa các byte. Điều này cho phép một chút lỗi giữa người gửi và người nhận. Nếu người nhận chậm hơn người gửi dù chỉ một chút, nó sẽ bỏ lỡ phần bắt đầu của bit bắt đầu tiếp theo. Bộ thu đặt lại và bắt đầu đồng hồ của nó một lần nữa mỗi bit start mới, để lỗi thời gian không tích lũy.

Vì vậy, từ tất cả những điều này, bạn sẽ có thể thấy rằng dấu vết đầu tiên dường như đang gửi ít nhất hai byte và cuối cùng trông giống như có thể là 5.

Nó sẽ giúp nếu bạn mở rộng quy mô thời gian của dấu vết. Bằng cách đó bạn có thể đo được một chút thời gian thực sự là gì. Điều đó sẽ cho phép bạn xác minh rằng bạn thực sự có 9600 baud (104 Pha / bit) và cho phép bạn giải mã các bit riêng lẻ của một bản chụp. Như bây giờ, không có đủ độ phân giải để xem các bit đang ở đâu, và do đó thực sự giải mã những gì đang được gửi.

Thêm:

Tôi nhận thấy rằng hệ thống của bạn có thể đang gửi dữ liệu trong ASCII thay vì nhị phân. Đó không phải là cách nó thường được thực hiện kể từ khi chuyển đổi sang ASCII trong hệ thống nhỏ chiếm nhiều tài nguyên hạn chế, sử dụng băng thông kém và dễ dàng thực hiện chuyển đổi trên PC nếu bạn muốn hiển thị dữ liệu cho người dùng. Tuy nhiên, nếu truyền của bạn là các ký tự ASCII sẽ giải thích tại sao các chuỗi nhiều hơn một byte, tại sao chuỗi thứ hai dài hơn ("255" có nhiều ký tự hơn "0") và tại sao cả hai ký tự dường như kết thúc trong cùng một byte. Byte cuối cùng có lẽ là một loại kết thúc của ký tự dòng, thường sẽ là trả về vận chuyển hoặc nguồn cấp dữ liệu.

Dù sao, mở rộng thang thời gian và chúng ta có thể giải mã chính xác những gì nó được gửi.

Bạn cần biết chi tiết đầy đủ: tốc độ, nếu có bit start, số bit dữ liệu, nếu có bit stop và nếu có bit chẵn lẻ. Đây phải là một chức năng về cách cấu hình UART trong vi điều khiển.

Nếu phạm vi Rigol không có tùy chọn giải mã nối tiếp (nhiều DSO làm), bạn có thể sử dụng con trỏ X để hỗ trợ giải mã. Đặt con trỏ đầu tiên ở cạnh đầu của dữ liệu và di chuyển con trỏ thứ hai qua luồng bit. Đồng bằng giữa các con trỏ có thể được sử dụng để xác định 'bit' nào bạn hiện đang di chuột qua bằng số học đơn giản. Bỏ qua các bit start / stop / parity, rõ ràng.