本文档详细介绍了如何解析串行通信接口中的波形数据，涵盖了TTL、RS232和RS485三种常用标准的技术要点与应用实例。
在串口通信调试过程中，波形分析是一种非常有效的工具。当遇到单片机的串行通信问题时，通过示波器观察数据传输过程中的电平变化可以确定是否存在接收或发送错误、波特率是否正确等问题。
一、异步串行数据格式
通常情况下，异步串行数据由起始位（1 个比特）、数据位（5 至 8 比特）和停止位（1 到 2 比特）组成。对于正逻辑的 TTL 和 RS-485 等电平标准来说，起始位是低电平信号；而停止位则是高电平。当没有数据传输时，线路通常保持在高电平状态。
例如，在使用 8 数据位和 1 停止位的情况下发送十六进制值 55aa（H），TTL 和 RS-232 波形分别如图所示。每个字节的数据都是从最低有效比特开始传输的。
二、波特率计算
通过观察波形，可以估算出通信接口的实际波特率。例如，在示波器上显示的一帧数据中包含 10 比特（包括起始位和停止位）的时间为大约 1.05ms，则该通信链路的波特率为：(1/0.00105) * 8 ≈9600 波特。如果时间轴更改为每格代表 100us，那么同样的数据帧表示的是一个约 19200 波特率。
三、RS-485 数据传输时序
RS-485 是一种半双工通信协议，在这种模式下发送和接收操作不能同时进行。为了确保数据的可靠交换，控制信号与实际的数据比特必须同步；否则将导致数据丢失或错误接收等问题的发生。正确的 RS-485 发送序列如图所示。
四、波形分析的重要性
通过上述方法对串口通信中的波形进行详细观察和测量，可以有效地解决大多数异步串行通讯问题，并帮助识别诸如起始位、校验位等信号特征的存在与否以及正确性。
掌握这些技术是调试与优化串行接口性能的关键步骤之一，在实际应用中具有重要意义。
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