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  • 串口通信测试方法
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    2021-05-20 11:43:33

    《串口通信测试方法》由会员分享,可在线阅读,更多相关《串口通信测试方法(6页珍藏版)》请在人人文库网上搜索。

    1、串口通信测试方法1 关于串口通信的一些知识:RS-232C是目前最常用的串行接口标准,用来实现计算机和计算机之间、计算机和外设之间的数据通信。在PC机系统中都装有异步通信适配器,利用它可以实现异步串行通信。而且MCS-51单片机本身具有一个全双工的串行接口,因此只要配以电平转换的驱动电路、隔离电路就可以组成一个简单可行的通信接口。由于MCS-51单片机的输入和输出电平为TTL电平,而PC机配置的是RS-232C标准串行接口,二者电气规范不一致,因此要完成PC机与单片机的数据通信,必须进行电平转换。注明:3)RS-232C上传送的数字量采用负逻辑,且与地对称逻辑1:-3 -15V 逻辑0:+3+。

    2、15V 所以与单片机连接时常常需要加入电平转换芯片:2 实现串口通信的三个步骤:(1) 硬件连接51单片机有一个全双工的串行通讯口,所以单片机和计算机之间可以方便地进行串口通讯。进行串行通讯时要满足一定的条件,比如计算机的串口是RS232电平的,而单片机的串口是TTL电平的,两者之间必须有一个电平转换电路,我们采用了专用芯片MAX232进行转换。我们采用了三线制连接串口,也就是说和计算机的9针串口只连接其中的3根线:第5脚的GND、第2脚的RXD、第3脚的TXD。电路如下图所示,MAX232的第10脚和单片机的11脚连接,第9脚和单片机的10脚连接,第15脚和单片机的20脚连接。使用MAX23。

    3、2串口通信电路图(9孔串口接头)(2)串行通信程序设计通信协议的使用通信协议是通信设备在通信前的约定。单片机、计算机有了协议这种约定,通信双方才能明白对方的意图,以进行下一步动作。假定我们需要在PC机与单片机之间进行通信,在设计过程中,有如下约定:0x31:PC机发送0x31,单片机回送0x01,表示选择本单片机;0x*:PC机发送0x*,单片机回送0x*,表示选择单片机后发送数据通信正常;在系统工作过程中,单片机接收到PC机数据信息后,便查找协议,完成相应的操作。串行通信程序设计主要有微机发送接收程序和单片机发送接收程序,微机上的发送和接收程序主要采用计算机高级语言编写,如C语言,因为了能够。

    4、在计算机端看到单片机发出的数据,我们必须借助一个WINDOWS软件进行观察,这里利用如下图标的一个免费计算机串口调试软件,故而这一块计算机通信的程序可不写!在单片机上主要用汇编或C编写,在使用串口之前,必须先对串口进行初始化,主要是设置产生波特率的定时器1、串口控制和中断控制。具体步骤如下:(1) 确定定时器1的工作方式编程TMOD寄存器(设置波特率);(2) 确定串口的控制编程SCON;(3) 串口的中断方式,必须开CPU和源中断编写IE寄存器;(4) 计算定时器1的初值装载TH1,TL1;(5) 启动定时器1编程TCON中的TR1位。为何串行口的工作方式选择方式1,这是针对于我们平常最常用。

    5、的,单纯一块板对应于我们的私人电脑,所以就无须考虑是哪一块板发来的信息,即无须分清是数据帧还是地址帧。因为此时属于直通方式,所以无须考虑的。方式1为波特率可变的10位异步通讯接口方式,发送或接收一帧信息,包括1个起始位0,8个数据位和一个停止位1,。其中的起始位和停止位在发送时自动插入的。输出:当单片机执行一条指令将数据写入发送缓冲SBUF且TI=0时,就启动发送。串行数据从TXD引脚输出,发送完一帧数据后,就有硬件置位TI。输入:在(REN)=1时,串行口采样RXD引脚,当采样到1到0的跳变时,确认是串行发送来的一帧数据的开始位0,从而开始接收一帧数据。在接收到附加的第9位数据后,当满足(1。

    6、)RI=0(2)SM2=0或接收到的第9位数据为1时,第9位数据(停止位)才进入RB8,8位数据才能进入接收寄存器,并由硬件置位中断标志RI.否则信息丢失。所以在方式1接收时,应先用软件清零RI和SM2标志。通常串行接口以方式1工作时,SM2置为0.而我们现实中需要的是一个机器中多块板进行显示和读取数据,所以这里不得不采取SM2=1的多机通信,而且我们一般采取的方式为方式3,TB8发送数据位,在模式2和3是要发送的第9位。该位可以用软件根据需要置位或清除,通常这位在通信协议中做奇偶位,在多处理机通信中这一位则用于表示是地址帧还是数据帧。这里就可以根据地址判断出我们需要选取的板是不是方位监测板。。

    7、注明:如果用C语言来写的话,无论你是先发地址帧,然后数据帧,还是只发数据帧,最后显示的都是一样的内容,而汇编语言是不行的。SM2:多机通信控制位,仅用于方式2和方式3.接收状态时,当串行口工作于方式2或3时,以及SM2=1时,只有当接收到的第九位数据为1时,才把接收到的前8位数据送入SBUF,且置位RI发出中断申请,否则会将接收到的数据丢弃。而当SM2=0时,就不管接收到的第九位数据为多少,直接送入并申请中断,因为这个时候是直通方式。注明:这里如果在SM2=1的时候,发来的是数据而不是地址,则不会发出中断请求,不会进入中断服务程序。(就像我一直以为要判断数据是第一次发来的还是SM2=0后发来的。

    8、,其实不需要)如不需要 MOV A,SCON; ;判断是不是第二次中断后发来的数据CJNE A,#90H,WAIT发来的如果是数据,能够进入中断服务程序的一定是SM2清零后的数据。方式2为固定波特率的11位UART方式,它比方式1增加了一位可程控为1或0的第9位数据。输出:发送的串行数据由TXD端输出一帧信息为11位,附加的第9位来自SCON寄存器的TB8位,用软件置位或复位。它可作为多机通信中地址、数据信息的标志位;也可以作为数据的奇偶校验位。当单片机执行一条数据写入SUBF的指令且TI=0时,就启动发送器发送。发送一帧信息后,置位中断标志TI,发送完一个之后,如果TI不清零的话,则会一直发。

    9、送在发送缓冲器里的数据JNB TI,$ CLR TI。输入:在(REN)=1时,串行口采样RXD引脚,当采样到1到0的跳变时,确认是串行发送来的一帧数据的开始位0,从而开始接收一帧数据。在接收到附加的第9位数据后,当满足(1)RI=0(2)SM2=0或接收到的第9位数据为1时,第9位数据(地址位或者数据位)才进入RB8,8位数据才能进入接收寄存器,并由硬件置位中断标志RI,此时申请中断,进入中断服务程序.RB8=1;标志此时是一个地址帧,SM2=1时,将地址转入SBUF,置位RI,发出中断请求,若相符,则将从机的SM2清零,变成直通方式,准备接受其后传送来的数据。RB8=0;数据帧,对SM2=。

    10、1,RB8=0的从机接收到直接丢弃,而对SM2=0的从机,直通方式,不论RB8是0还是1,都将接受并将置位,发出中断请求。注明:多机处理通信方式,首先保证每一台从机在系统中的编号是唯一的。系统初始化时,将所有从机中的SM2均置1,并处于允许串行口中断接收状态。主机欲与某从机通信时,先向所有从机发出从机的地址,然后才接着发命令或者数据。在主机发地址时,置第9位数据(TB8为1),表示主机发送的是地址帧,然后才将第9位数据(TB8)清0,发送命令或数据。3 观察结果:下面列举一个使用的串口通信测试软件,其功能为,将PC机键盘的输入发送给单片机,单片机收到PC机发来的数据后,回送同一数据给PC机,并。

    11、在屏幕上显示出来,只要两者相同,则说明两者之间的通信正常。在PC上打开软件串口调试器.exe,设置端口号COM1,波特率4800,数据位8,停止位1,打开串口,并勾选发送区的“十六进制”与接收区的“十六进制”。发送数据时根据通信协议将一帧通信数据划分为地址码和功能数据码。要完成一帧通信数据的发送,要在串口调试器.exe分先后两次发送实现。首先发送地址,如图2所示操作:图2接下来,发送功能数据码操作如图3所示:图3注:在切换发送地址码和功能数据码时,都要先关闭串口,再设置校验位,要发送时再打开串口。还有就是不同版本的串口调试器,可能在发送数据功能码时是否加空格分开有一定的区别。4 通信故障分析过。

    12、程如果串口通信不行的话,按以下步骤进行检查: 将MAX232芯片翘起来,将MAX232的7脚和8脚用镊子短路,则在串口调试器上自动发送一个数值,则应回显同样的一个数值,如果可回显,则表示电脑的串口是可以正常通信了,如果不行,则代表电脑的串口不行,重新更换电脑; 如果电脑的串口可以的话,则查看MAX232是否正常,则拿镊子将单片机的第10脚和第11脚短路,则串口同样可以自动收发数据,如果不行的话,则为MAX232芯片有问题:先更换芯片;如果芯片正常,则查看外围的极性电容是否正常焊接,一般不正常焊接极性电容也会出现以上问题; 如果以上检查都正常,出现串口通信没有回送数值,则代表单片机工作不正常:先检查单片机的电源电压是否正常供电;如果正常供电,则判断单片机是否程序成功烧入,重新对单片机进行烧写程序,查看是否之后还可以进行串口通信;在重新烧写过程序的单片机后串口通信还不行的话,则检查单片机的外围电路,查看复位开关是否焊接错误,导致常通状态;如果检查开关是正常焊接,如果有复位芯片,则更换好的复位芯片,看是否串口通信是否正常。6欢迎下载。

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    一、测试工具  (1)串口调试助手V2.2;  (2)Configure Virtual Serial Port Driver; 二、配置虚拟串口接口连接(实际应用上就是接线)COM2COM3 三、串口调试助手进行数据发送和接收

    一、测试工具

         (1)串口调试助手V2.2;

         (2)Configure Virtual Serial Port Driver;

    二、配置虚拟串口接口连接COM2<->COM3(没有硬件串口支持的情况下做测试)



    三、串口调试助手进行数据发送和接收



    四、串口接线


    由于台式电脑没有RS485接口,只有1个RS232接口,这里通过2个USB转RS485实现串口通信,也可以通过1个RS232转RS485和1个USB转RS485实现串口通信。

    接线:A(D+)<->A(D+)                B(D-)<->B(D-)

    USB转RS485的要注意安装驱动软件,可在设备管理器查看串口状态,串口驱动正常的话,便即可通过串口调试助手进行测试串口通信。

         


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    1, RS485口测试方法

    t01ebea1887bd355a32.png.jpg

    应该可以,用 真实 的 通信线路 来 测试可以用 电脑 + RS232/RS485转换器 连接 ,形成一个 串口通信线路再 做 实际 的 串口通信 试验当然,不同的 RS485仪器,具体的指令、格式以及对某一指令的反应 不尽相同这个事 必须了解 的电脑 上 用 一般的 串口调试助手 或者 工具 就可以了请看 武汉鸿伟光电E485C RS232/RS485/RS422无源转换器E485D RS232/RS485/RS422有源隔离转换器 也有 相关 串口调试助手 软件 下载

    2, 485通信电路怎么测试是否正常工作

    2ac3c8f1fee170116cac7a38ce25fe76.png

    检测RS485端口是否正常 可以建立一个 完整的串口通信的 线路如电脑RS232串口==RS232转485 ==485线缆==RS485转232=电脑RS232串口然后 2 端 电脑 用 串口调试软件,互相发送数据,看对端能不能正常接收!请看 武汉鸿伟光电E485TD RS232/485/422增强型高速隔离转换器 当然,你也可以自己编程,推荐看书 Visual C++_Turbo C串口通信编程实践Visual_Basic与_RS-232_串行通信控制Delphi串口通信工程开发实例导航

    名词解释

    串口

    串行接口(SerialInterface)简称串口,也称串行通信接口或串行通讯接口(通常指COM接口),是采用串行通信方式的扩展接口,指数据一位一位地顺序传送。 串行接口的特点是通信线路简单,只要一对传输线就可以实现双向通信(可以直接利用电话线作为传输线),从而大大降低了成本,特别适用于远距离通信,但传送速度较慢。常见的有一般计算机应用的RS-232(使用 25 针或 9 针连接器)和工业计算机应用的半双工RS-485与全双工RS-422。

    RS485

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    RS232

    个人计算机上的通讯接口之一,由电子工业协会(Electronic Industries Association,EIA) 所制定的异步传输标准接口。通常 RS-232 接口以9个引脚(DB-9) 或是25个引脚 (DB-25) 的型态出现,一般个人计算机上会有两组 RS-232 接口,分别称为 COM1 和 COM2。

    展开全文
  • 本文介绍如何使用格西烽火通信测试软件编写测试项目,进行调试和测试Modbus通信节点。 2 通信协议 2.1 术语 MODBUS通信协议 MODBUS是OSI 模型第7层上的应用层报文传输协议,它在连接至不同类型

    1 前言

    MODBUS是一项应用层报文传输协议,是一个请求/应答协议,提供功能码规定的服务,用于在通过不同类型的总线或网络连接的设备之间的客户机/服务器通信。Modbus 串行链路系统可以使用异步串行链路(EIA/TIA-232-E、EIA-422、EIA/TIA-485-A等)进行通信。
    本文介绍如何使用格西调试精灵(原格西烽火)通信测试软件编写测试项目,进行调试和测试Modbus通信节点。

    2 通信协议

    2.1 术语

    MODBUS通信协议
    MODBUS是OSI 模型第7层上的应用层报文传输协议,它在连接至不同类型总线或网络的设备之间提供客户机/服务器通信。

    2.2 通信接口

    支持EIA/TIA-232-E、EIA-422、EIA/TIA-485-A等串行接口,支持多点连接,要求9600bps,推荐19200bps,选择实现1200bps,2400bps,4800bp等其他速率。

    2.3 数据链路层

    Modbus串行链路协议是一个主-从协议。在同一时刻,只有一个主节点连接于总线,一个或多个子节点连接于同一个串行总线。Modbus通信总是由主节点发起。子节点在没有收到来自主节点的请求时,从不会发送数据。子节点之间从不会互相通信。主节点在同一时刻只会发起一个Modbus事务处理。
    主节点以两种模式对子节点发出Modbus请求。
    单播模式:主节点以特定地址访问某个子节点,子节点接到并处理完请求后,子节点向主节点返回一个报文(一个应答)。在这种模式,一个Modbus事务处理包含 2 个报文,一个来自主节点的请求,一个来自子节点的应答。
    广播模式:主节点向所有的子节点发送请求。对于主节点广播的请求没有应答返回。广播请求一般用于写命令。所有设备必须接受广播模式的写功能。地址0是专门用于表示广播数据的。

    2.3.1 帧格式

    Modbus应用协议定义了简单的独立于其下面通信层的协议数据单元(PDU-Protocol Data Unit)。

    在不同总线或网络的Modbus协议映射在协议数据单元之外引入了一些附加的域。发起Modbus事务处理的客户端构造Modbus PDU,然后添加附加的域以构造适当的通信PDU。

    2.3.2 传输模式

    Modbus串行链路有两种串行传输模式被定义:RTU模式和ASCII模式。
    它定义了报文域的位内容在线路上串行的传送,确定了信息如何打包为报文和解码。
    Modbus 串行链路上所有设备的传输模式 (和串行口参数) 必须相同。所有设备必须必须实现RTU模式,默认设置必须为RTU模式,ASCII传输模式是选项。

    RTU模式
    当设备使用RTU(Remote Terminal Unit)模式在Modbus串行链路通信,报文中每个8位字节含有两个4位十六进制字符。这种模式的主要优点是较高的数据密度,在相同的波特率下比ASCII模式有更高的吞吐率。每个报文必须以连续的字符流传送。
    RTU 模式每个字节(11位)的格式为:1个起始位,8个数据位,1个奇偶校验位,1个停止位。偶校验是要求的,其它模式(奇校验,无校验)也可以使用。默认校验模式模式必须为偶校验。使用无校验要求2个停止位。

    RTU报文帧

    ASCII模式
    当Modbus串行链路的设备被配置为使用ASCII(American Standard Code for Information Interchange) 模式通信时,报文中的每个8位字节以两个ASCII字符发送。当通信链路或者设备无法符合RTU模式的定时管理时使用该模式。
    例如:字节0x5B会被编码为两个字符,0x35和0x42(ASCII编码0x35 ="5",0x42 ="B")。
    ASCII模式每个字节(10位)的格式为:1个起始位,7个数据位,1个奇偶校验位,1个停止位。偶校验是要求的,其它模式(奇校验,无校验)也可以使用。默认校验模式模式必须为偶校验。使用无校验要求2个停止位。

    ASCII报文帧

    2.4 应用层

    MODBUS有三类功能码。它们是:
    公共功能码:是较好地被定义的功能码,保证是唯一的,MODBUS组织可改变的,公开证明的,具有可用的一致性测试,MB IETF RFC 中证明的,包含已被定义的公共指配功能码和未来使用的未指配保留供功能码。
    用户定义功能码:有两个用户定义功能码的定义范围,即65至72和100至110,用户没有 MODBUS 组织的任何批准就可以选择和实现一个功能码,不能保证被选功能码的使用是唯一的。
    保留功能码:一些公司对传统产品通常使用的功能码,并且对公共使用是无效的功能码。

    公共功能码定义如下表所示。

    2.4.1 功能码描述

    下面以“01 (0x01)读线圈”为例描述功能码,详细的描述请参考Modbus协议。
    在一个远程设备中,使用该功能码读取线圈的1至2000连续状态。请求PDU详细说明了起始地址,即指定的第一个线圈地址和线圈编号。从零开始寻址线圈,因此寻址线圈1-16为0-15。根据数据域的每个比特将响应报文中的线圈分成为一个线圈。指示状态为1=ON 和0=OFF。第一个数据字节的LSB(最低有效位)包括在询问中寻址的输出。其它线圈依次类推,一直到这个字节的高位端为止,并在后续字节中从低位到高位的顺序。如果返回的输出数量不是八的倍数,将用零填充最后数据字节中的剩余比特(一直到字节的高位端)。字节数量域说明了数据的完整字节数。

    请求PDU

    正确响应PDU

    错误响应PDU

    这是一个请求读离散量输出20-38的实例。

    3 测试项目编制

    3.1 基本协议编制

    3.1.1 协议项分类

    利用格西调试精灵软件的协议激励的功能,把通信规约按照树形结构分类组织,使得管理上更加有条理,查找也更加方便。
    根据Modbus通信协议功能码进行协议编辑。

    3.1.2 协议项编制

    根据协议帧格式,为了方便控制和显示,把协议项的数据固定拆分为节点地址、功能码和校验码3个部分,动态增减的部分是数据域,可以根据具体命令进行进一步拆分。
    下面以“(0x01)读线圈”命令为例说明协议项编制方法。

    主站请求帧

    从站正常应答帧

    从站异常应答帧

    3.1.3 公共协议库

    通过对基本协议项的编写、测试和验证,建立一个由基本协议项组成的公共协议库。

    3.2 测试用例编制

    测试用例(Test Case)是为某个特殊目标而编制的一组测试输入、执行条件以及预期结果,以便测试某个程序路径或核实是否满足某个特定需求。通信协议测试属于黑盒测试,可以采用黑盒测试常用的等价类划分法、边界值分析法、错误推测法、因果图法等基本方法来设计测试用例。

    测试方案设计完成后,格西调试精灵软件能够利用编制完成的公共协议库,采用搭积木的方式,通过复制和粘贴命令即可非常快捷的创建测试用例。测试用例的组织方式通常是根据测试方案的设计层次采用树形结构分类组织。

    4 测试方法

    4.1 测试系统构成

    4.2 单项测试与整体测试

    格西调试精灵软件支持单项测试和整体测试,一次测试一个测试项或者整个测试集。执行的方法是选中需要测试的测试项或者测试集,然后执行激励命令即可。
    下面以执行“(0x01)读线圈”测试项为例说明。

     协议数据解析界面

    4.3 单次测试与循环测试

    格西调试精灵软件支持单次测试和循环测试,能很好满足各种调试测试和性能测试的需求。执行的方法是选中需要测试的测试项或者测试集,然后执行激励或循环激励命令即可。

     4.4 脚本控制测试

    格西调试精灵软件支持协议脚本,能够使用C#、VB、Jscript三种语言控制测试流程,设置和管理通信参数和协议帧数据,调用插件扩展测试功能。

    协议脚本能够调用基于Microsoft .NET Framework的托管代码组件扩展测试功能,使用插件非常方便,只要把编译好的组件拷贝到Plugins目录中,就可以直接在脚本的函数中调用插件所提供的公共服务。
    例如,使用脚本动态计算LRC校验码。

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