La interfaz serie UART es una de las más utilizadas en aplicaciones embebidas y en el ámbito de las comunicaciones. Aunque el protocolo de la interfaz es sencillo, en las aplicaciones reales pueden surgir diversos pequeños problemas en la comunicación entre distintos dispositivos. A continuación se ofrece una lista de los problemas más habituales que surgen durante su uso. Estos problemas se han resumido y clasificado, y pueden servir de referencia para la depuración.
1. Preguntas frecuentes sobre la comunicación en serie
- Código distorsionado en la comunicación en serie
Una comunicación en serie distorsionada suele significar que los datos recibidos por el receptor no se ajustan a lo esperado. Los factores que hay que tener en cuenta cuando esto ocurre suelen incluir los siguientes aspectos:
Si los parámetros del puerto serie configurados por ambas partes coinciden
Need to check the settings: serial port baud rate, serial port data format, and other parameters.
El voltaje de la comunicación serie no coincide
Different serial port devices have different high and low level thresholds that can be decoded normally. For example, if it is the same 3.3V serial port communication, the low-level threshold of device A is 1.5V, and the low-level threshold of device B is 1V. When the actual low level of the serial port voltage is only 1.5V, device B cannot receive data normally. Another example: Device A has a 5V serial port and device B has a 3.3V serial port. There is also a voltage mismatch problem.
El error real en la velocidad de transmisión de la comunicación por puerto serie es considerable
Es decir: la velocidad de transmisión real del puerto serie se desvía considerablemente del valor teórico. Dado que los relojes utilizados por algunos microcontroladores y dispositivos de puerto serie tienen en cuenta otros recursos y las necesidades de la aplicación, la velocidad real del puerto serie y su configuración presentarán desviaciones. Por ejemplo: cuando la velocidad nominal es de 9600 bps, en realidad funciona a 10 000 bps (el error supera los 41 TP5T). En este caso, es posible que se hayan superado los estándares de diseño del receptor.
Mala calidad de la señal de comunicación en serie
Si la señal sube y baja durante la comunicación y presenta fluctuaciones importantes, si se produce un sobreimpulso o si cambia lentamente, comprueba si la conexión a tierra común del hardware es correcta y si hay otros dispositivos conectados en serie o en paralelo en la línea.
Problema con la visualización del formato de los datos
Usually, hexadecimal or ASCII code format is used, and it needs to be distinguished when using it.
- El puerto serie no puede enviar
Si el puerto serie no envía datos, suele significar que el canal RXD del dispositivo conectado al canal TXD de este puerto serie no puede recibir ningún dato. El resumen es el siguiente:
Utiliza instrumentos para realizar mediciones reales del canal TXD
Observe the hardware waveform to determine whether the signal is output and whether it is normal. (Serial port voltage, serial port signal rise and fall time)
Prueba de bucle cerrado de los canales TXD y RXD de equipos en cortocircuito
Comprueba si el envío y la recepción automáticos se realizan correctamente. Averigua si el problema se debe a un fallo en tu propio dispositivo o en el extremo opuesto.
Averigua si el software de la aplicación activa el control de flujo del puerto serie.
Por ejemplo, cuando el control de flujo por hardware RTS/CTS está activado, pero el pin no está realmente conectado o, aunque lo esté, no surte efecto, según el protocolo, si la entrada CTS no es válida, el emisor suspenderá el envío de datos.
Problema de programación del software de la MCU o funcionamiento anómalo del software del ordenador
- El puerto serie no puede recibir
Cuando el puerto serie no puede recibir datos, las causas suelen ser las siguientes:
En realidad, el puerto serie entre pares no ha podido enviar los datos correctamente.
La tensión efectiva enviada por el puerto serie no cumple los requisitos de recepción y decodificación del chip.
Problema de programación del software de la MCU o funcionamiento anómalo del software del ordenador
2. Consejos habituales para la resolución de problemas
Para los problemas habituales de depuración del puerto serie mencionados anteriormente, existen varios métodos y técnicas que pueden servir de referencia:
Utilizar instrumentos mecánicos
Be good at using hardware acquisition or analysis tools such as oscilloscopes to find problems. This method can determine the serial port voltage, serial port data format, serial port communication baud rate, and other parameters of the signal on the line.
Detección de bucle cerrado en el puerto serie
Cuando no se dispone de ningún instrumento de hardware, también es una buena opción cortocircuitar los pines TXD y RXD del propio dispositivo para realizar pruebas de transmisión y recepción internas. Este método permite comprobar de forma sencilla si la ruta de hardware y toda la lógica están conectadas. Sin embargo, la desventaja es que la localización no es lo suficientemente precisa.
Sustituir el software de depuración del puerto serie
Existen muchos tipos de programas para puertos serie en el ordenador. No se descarta que algunos dispositivos o controladores no sean compatibles con todos los programas de depuración de puertos serie. En ese caso, puedes probar a utilizar varios programas diferentes para realizar pruebas comparativas.
3. Resumen
Ideas para resolver problemas de comunicación a través del puerto serie:
1. Confirm the signal type, which is TTL, RS485, or RS232. Signals of different data types cannot communicate normally.
2. Confirm the software settings of the serial port, baud rate, serial port number, and other signal formats.
3. Comprueba que el controlador se haya instalado correctamente.
4. Comprueba que el cableado del hardware sea correcto y conecta la interfaz de señal correspondiente a la interfaz adecuada. En el caso de TTL y 485, si no estás seguro de la definición de la señal, puedes intentar intercambiar los dos cables entre sí.
5. Comprueba que el dispositivo se encienda con normalidad.
6. Utiliza un osciloscopio u otras herramientas de depuración para comprobar si la forma de onda de la comunicación es correcta. En los sistemas de 5 V y de 3,3 V, es necesario añadir resistencias pull-up y diodos a las líneas de señal correspondientes.
7. Una vez que hayas comprobado que no hay ningún problema con el hardware, busca posibles problemas de software.
Cómo distinguir, a grandes rasgos, los problemas de software de los de hardware:
Los problemas de hardware se repiten casi siempre, mientras que los de software pueden aparecer y desaparecer.
For more information about RS485 communication troubleshooting, see our guide: Serial Communication Problems: Causes and Solutions.
