ZDS2022解碼波形教您如何解決問題
南京某公司在使用我們的M287-128WIArm9?核心板研發(fā)一款車載設(shè)備產(chǎn)品，需要使用M287-128WI核心板的串口與客戶外購的車載設(shè)備對接通訊。這款外購車載設(shè)備給的串口設(shè)置參數(shù)為：波特率9600；數(shù)據(jù)位8位；停止位0；校驗(yàn)位無。于是客戶把M287-128WI的串口配置按照以上參數(shù)進(jìn)行配置，并進(jìn)行通訊。但是整個通訊過程中，M287-128WI接收外購車載設(shè)備的串口數(shù)據(jù)一直出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟包的情況，并多次質(zhì)疑M287-128WI串口驅(qū)動存在BUG。我公司軟件工程師對軟件驅(qū)動進(jìn)行逐一排查，但一直未找到問題的根源，于是決定上門進(jìn)行支持！
到了現(xiàn)場，我們在假設(shè)軟件沒有BUG的情況下，那么尋找問題思路就轉(zhuǎn)到外購的車載設(shè)備串口總線的實(shí)際信號，因?yàn)樾盘柌ㄐ问菙?shù)據(jù)分析的直接源頭，是問題本質(zhì)的反映。于是使用致遠(yuǎn)ZDS2022示波器觀察外購的車載設(shè)備串口信號波形情況，在高達(dá)330Kwfms波形刷新率下，打開一鍵余輝功能，并沒有發(fā)現(xiàn)異常信號，這說明串口上是沒有干擾信號的，符合串口的電氣規(guī)范。
接下來就是要利用ZDS2022示波器的串口協(xié)議解碼功能對數(shù)據(jù)流進(jìn)行分析。按照設(shè)備的資料，將ZDS2022示波器參數(shù)配置為：波特率設(shè)置為9600；數(shù)據(jù)位為8位；停止位為0；校驗(yàn)位為無（注意RS232 電平跟 TTL的232 電平是相反的，如果測試RS232電平，需要將電平設(shè)置為反相，需要設(shè)置為TRUE），設(shè)置結(jié)果詳見圖1。
ZDS2022示波器輸入?yún)?shù)設(shè)置完后，會對波形自動解碼。但問題來了，出現(xiàn)了如圖2中解碼的界面。很明顯，圖2中有一段信號ZDS2022示波器并沒有有效解碼，這到底是怎么回事呢？
UART協(xié)議的幀包格式主要包含四個段：開始位、數(shù)據(jù)段、校驗(yàn)位（可有可無）和停止位。停止位的位數(shù)可以設(shè)置為1位或者2位，數(shù)據(jù)值為1。
外購車載設(shè)備肯定是UART協(xié)議，而且波特率確定是9600，數(shù)據(jù)位寬也是確定的，但為什么沒有正確解碼呢？我們先假設(shè)如圖4中橙色實(shí)線框中解出來的數(shù)據(jù)是正確的，并可知解碼數(shù)據(jù)包含起始位、數(shù)據(jù)位和停止位。由于該協(xié)議波特率和位寬固定，所以猜測一幀的長度大約為1ms，在圖4實(shí)線框中波形后面出現(xiàn)一段空閑電平，然后出現(xiàn)一個上升沿，我們假設(shè)該上升沿后為起始位，根據(jù)猜測，一幀的長度大約為1ms，確定可能的停止位，如圖4中橙黃色虛線框內(nèi)波形，很明顯，該停止位根本就不符合邏輯，起始位為邏輯0（表現(xiàn)為高電平），停止位應(yīng)該為邏輯1（表現(xiàn)為低電平），所以該停止位是無效的，故該幀沒有有效解碼。同樣，第二個虛線框中的協(xié)議波形也是一樣，猜測可能停止位設(shè)置不符合邏輯，造成ZDS2022示波器沒能有效的對波形進(jìn)行解碼。
我們觀察到，兩個虛線框中可能的UART幀的結(jié)束位全都表現(xiàn)為高電平（與可能的開始位是相同的邏輯0），該特征表明可能存在一個校驗(yàn)位。我們假設(shè)該協(xié)議中包含一個校驗(yàn)位，在圖4中橙色虛線框波形中，原來可能的邏輯0（表現(xiàn)為高電平）的停止位就變成了邏輯0的校驗(yàn)位，如此一來，原來的停止位就變成邏輯1（表現(xiàn)為低電平）了。并根據(jù)之前觀察的波形特征來看，兩虛線框中可能的結(jié)束位全都是邏輯0，而正好符合Space（邏輯總為0，與開始位的邏輯相同）的特征。根據(jù)假設(shè)，重新對ZDS2022示波器UART協(xié)議進(jìn)行了參數(shù)設(shè)置，增加一位Space的校驗(yàn)位。
當(dāng)添加一位校驗(yàn)位后，我們得到如圖6的解碼界面，該UART協(xié)議已經(jīng)正確解碼！
在確認(rèn)串口設(shè)置（波特率9600；數(shù)據(jù)位8位；停止位0；校驗(yàn)位Space）后，由于ZDS2022示波器不僅具有強(qiáng)大的協(xié)議解碼功能，同時支持21種協(xié)議觸發(fā)功能。將ZDS2022協(xié)議觸發(fā)設(shè)置成ON，可對協(xié)議觸發(fā)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，由于設(shè)備的幀協(xié)議已經(jīng)明確標(biāo)示，數(shù)據(jù)幀中會存在0xEE，0xC0開頭的數(shù)據(jù)和0xCC結(jié)尾的數(shù)據(jù)，將觸發(fā)模式設(shè)置為數(shù)據(jù)觸發(fā)，觸發(fā)數(shù)據(jù)設(shè)為0xC0。如圖7所示。
協(xié)議觸發(fā)參數(shù)設(shè)置完成后，得到圖8的協(xié)議觸發(fā)波形，由圖可見，觸發(fā)點(diǎn)已精確觸發(fā)在0xC0處，定位迅速，十分準(zhǔn)確！由此成功的數(shù)據(jù)觸發(fā)操作，再次驗(yàn)證了對該協(xié)議的各種參數(shù)設(shè)置的正確性。
借助ZDS2022示波器強(qiáng)大的協(xié)議解碼功能，我們已經(jīng)分析清楚了設(shè)備的串口通訊的協(xié)議設(shè)置情況（波特率9600；數(shù)據(jù)位8位；停止位0；校驗(yàn)位Space），而非之前的提到的串口設(shè)置參數(shù)（波特率9600；數(shù)據(jù)位8位；停止位0；校驗(yàn)位無）。下一步是就解決i.MX28X的通訊串口驅(qū)動問題。由于i.MX28X處理器的串口外設(shè)不支持Space校驗(yàn)位設(shè)置，通訊過程中，驅(qū)動對校驗(yàn)失敗的數(shù)據(jù)進(jìn)行丟棄處理，因此就造成文章開頭的丟數(shù)據(jù)的原因。通過驅(qū)動軟件修改，拋棄串口校驗(yàn)功能，將原來丟棄的數(shù)據(jù)強(qiáng)制轉(zhuǎn)發(fā)給應(yīng)用程序，成功地接收了設(shè)備發(fā)送過來的串口數(shù)據(jù)。
在項(xiàng)目軟件開發(fā)過程中，經(jīng)常會碰到了各種各樣的通訊設(shè)備通訊失敗問題，可以使用ZDS2022示波器的21種協(xié)議觸發(fā)與解碼功能對原始信號分析，而且21種協(xié)議觸發(fā)與解碼功能完全免費(fèi)開放。如本文中用到UART協(xié)議分析，支持多種參數(shù)設(shè)置，不僅包括奇校驗(yàn)、偶校驗(yàn)、Mark、Space和None 這5種校驗(yàn)?zāi)Ｊ?，還包括開始位與數(shù)據(jù)觸發(fā)模式。詳細(xì)的參數(shù)設(shè)置幫您精準(zhǔn)分析協(xié)議，快速定位問題，大膽做出假設(shè)，迅速解決問題，值得信賴！
當(dāng)問題解決后，您收獲的不僅是體驗(yàn)到了ZDS2022協(xié)議觸發(fā)與解碼的功能的強(qiáng)大，更重要的是您收獲了一個解決問題的推理思維！
