串口UART作為嵌入式應(yīng)用和通訊領(lǐng)域中最常用的接口之一，接口協(xié)議雖然簡單，但在實(shí)際應(yīng)用中不同設(shè)備之間的通訊也會(huì)存在各種小問題，下面對(duì)使用中各種常見的問題做下總結(jié)和梳理，可作為調(diào)試參考。

一、串口通信常見問題

• 串口通信亂碼

串口通訊亂碼通常是指接收方接收到的數(shù)據(jù)不符合預(yù)期，出現(xiàn)此情況時(shí)需要考慮的因素通常包含以下幾個(gè)方面：

雙方設(shè)定的串口參數(shù)是否匹配

需檢查設(shè)置的：串口波特率、串口數(shù)據(jù)格式等參數(shù)。

串口通訊電壓不匹配

不同的串口設(shè)備接收可正常進(jìn)行解碼的高低電平門限不同，如同樣是3.3V串口通訊，A設(shè)備低電平門限1.5V，B設(shè)備低電平門限1V。當(dāng)實(shí)際串口電壓低電平只有1.5V時(shí)，B設(shè)備無法正常接收數(shù)據(jù)。又如：A設(shè)備為5V串口，B設(shè)備為3.3V串口，同樣有電壓不匹配的問題。

串口通訊實(shí)際工作波特率誤差較大

即：串口工作實(shí)際波特率和理論值偏差較大，因一些MCU和串口設(shè)備所用時(shí)鐘為了兼顧其他資源和應(yīng)用需要，實(shí)際工作的串口速率和設(shè)定會(huì)有偏差。比如：標(biāo)稱為9600bps時(shí)，實(shí)際工作在了10000bps（誤差超過4%），此時(shí)可能已經(jīng)超出接收方的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

串口通訊信號(hào)質(zhì)量差

如通訊時(shí)信號(hào)上升下降抖動(dòng)嚴(yán)重，信號(hào)有過沖或者變化比較遲緩，此時(shí)檢查硬件上共地是否良好，以及線路上有無串接/并聯(lián)其他器件導(dǎo)致。

數(shù)據(jù)格式顯示問題

通常使用十六進(jìn)制或ASCII碼格式居多，使用時(shí)需要區(qū)分。

• 串口無法發(fā)送

串口無法發(fā)送通常是指與此串口的TXD連接的對(duì)端設(shè)備RXD通道接收不到任何數(shù)據(jù)，總結(jié)如下：

使用儀器對(duì)TXD通道進(jìn)行實(shí)際測(cè)量

觀察硬件波形，確定信號(hào)是否有輸出以及是否正常。（串口電壓、串口信號(hào)上升下降時(shí)間）

短接設(shè)備的TXD和RXD通道回環(huán)測(cè)試

看自收發(fā)是否可以成功。排除是自身設(shè)備異常還是對(duì)端異常。

確定應(yīng)用軟件是否打開串口硬件流控

如當(dāng)啟用RTS/CTS硬件流控后但實(shí)際該引腳并沒有連接或連接但不生效時(shí)，按照協(xié)議規(guī)定，CTS輸入無效則發(fā)送方暫停發(fā)送數(shù)據(jù)。

MCU軟件編碼問題或計(jì)算機(jī)端軟件工作異常

• 串口無法接收

當(dāng)串口接收不到任何數(shù)據(jù)的原因通常如下：

對(duì)端串口實(shí)際未能成功發(fā)送數(shù)據(jù)

串口發(fā)送有效電壓不滿足芯片接收解碼要求

MCU軟件編碼問題或計(jì)算機(jī)端軟件工作異常

二、常用的排查小技巧

對(duì)于以上的常見串口調(diào)試問題，有以下幾個(gè)方法和技巧可供參考使用：

使用硬件儀器

善于使用示波器等硬件采集或分析工具查找問題，用此方法可以確定線路上信號(hào)的串口電壓、串口數(shù)據(jù)格式、串口通信波特率等參數(shù)。

串口Loopback檢測(cè)

當(dāng)手頭沒有硬件儀器時(shí)，將設(shè)備自身的TXD和RXD短接起來進(jìn)行自收發(fā)測(cè)試也是一個(gè)不錯(cuò)的選擇，此方式可以簡單確認(rèn)硬件通路和整個(gè)邏輯是否是打通的。但缺點(diǎn)是定位問題不夠精準(zhǔn)。

更換串口調(diào)試軟件

計(jì)算機(jī)端串口軟件種類較多，不排除一些設(shè)備或驅(qū)動(dòng)軟件沒法成功適配所有的串口調(diào)試軟件，此時(shí)可嘗試多使用幾款不同的軟件對(duì)比測(cè)試。

三、總結(jié)

當(dāng)串口通信遇到問題的解決思路：

1.確認(rèn)信號(hào)類型，是TTL，RS485，RS232，不同數(shù)據(jù)類型的信號(hào)無法正常通信。

2.確認(rèn)串口的軟件設(shè)置，波特率串口號(hào)等信號(hào)格式。

3.確認(rèn)已經(jīng)正確安裝驅(qū)動(dòng)。

4.確認(rèn)硬件接線是否正確，對(duì)應(yīng)的信號(hào)接口接到相應(yīng)的接口，針對(duì)TTL和485，不確定信號(hào)定義的時(shí)候可以嘗試倆根線相互調(diào)換。

5.確認(rèn)設(shè)備正常供電。

6.使用示波器或者其他調(diào)試工具檢查通信波形是否正確，5V系統(tǒng)和3.3V系統(tǒng)需要在對(duì)應(yīng)的信號(hào)線上加上上拉電阻和二極管。

7.確認(rèn)硬件無問題的情況下，查找軟件問題。

軟件問題與硬件問題的大致區(qū)分方法：

硬件問題基本每次都能復(fù)現(xiàn)，而軟件問題可能時(shí)有時(shí)無。