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串口数据解析出错问题分析

2019-07-13 19:49发布

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1.   目的

          项目开发过程中遇到的串口数据解析出错问题分析并提出解决方案

2.   问题现象描述

主控下发的开关波形数据下面驱动板有时候能解析正确，有时候解析不正确，而且主控下发某些数据时候就都能解析正确，下发其它数据比如0044的时候，就解析不正确。表现形式就是比如主控下发让驱动板一致开通A上管，驱动板解析出来的数据应该是一直是高电平，但实际情况是，间隔一段时间，A上管的开关就会出现一个低电平。

3.   问题分析

针对上述问题，第一阶段实验分析： ²        对驱动板串口原始程序进行功能仿真和时序仿真，结果正确。 ²        驱动板程序自发自收（环回）测试，结果正确。   ²        用示波器抓发现上面主控发下来的数据变换的时候，解析出来的数据变化正好延迟一组，波形看的很明显。 ²        主控发送特定数据的时候，解析错误的时候，但用示波器抓出来，发现前面的数据没有明显的错误。 ²        编写测试软件对驱动板接收的数据进行分析，确定接收的数据有错误。      ²        驱动板的接收模块重新编写，进行收发验证测试。 ²        继续分析串口模块。 ²        主控重新编写发送模块，进行测试验证。 ²        修改串口通信协议，使串口数据由16位变8位验证。

4.   实验结果

经过对串口接收模块分析和验证，发现设计上的一个缺陷。缺陷如下：串口波特率2M HZ ，系统时钟20MHZ，一个串口数据宽度是10个系统时钟周期，目前出错的程序，在接收串行数据时，是在数据的从开始位置起的第8个系统实战采样，如图：           上述采样的问题存在如下问题：如果实际波形上升时间和下降时间超过2个系统时钟周期，则导致硬件电路采样到亚稳态，从而导致CPLD驱动接收模块接收数据错误，引起数据解析错误。由于上面的问题在程序功能仿真和时序仿真不能确定，因为仿真的输入输出波形都是理想波形，不存在上升时间和下降时间，所以上述仿真不能发现该问题。由于实际器件的上升时间和下降时间不一致，所以在第一阶段验证时，出现主控有的端口发送数据，驱动程序能正确的解析数据；不能正确接收和解析数据的的端口丢包数目不同。 针对发现的问题：对驱动程序进行改进，串口接收数据解析时，数据采样如下图：（在从开始位置起的第6个系统实战采样，即在数据的稳定期开始采样，确保数据可靠）：

5.   总结

²        数据采样一定要在数据的稳定期进行，否则采样进入亚稳态，采样结果不能预期。 ²        光模块的驱动电流越大，则数据传递带宽越小，传递的脉冲的上升和下降时间越大。

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