Una guida passo per passo al collaudo della porta seriale

Supponiamo che tu voglia estrarre dei dati. Hai pertanto collegato un dispositivo seriale alla porta COM del tuo computer.

Tuttavia, i dati attesi non sono apparsi, sebbene il programma di acquisizione dati sia installato sul computer.

Cosa è andato storto?

Sospetti che il problema sia con la comunicazione RS232. Per confermare tale ipotesi, hai deciso di eseguire un collaudo sulla porta seriale. Ma non sai esattamente come farlo.

Per aiutarti, abbiamo creato questa guida, che spiega, passo dopo passo, come collaudare una porta seriale. Include alcuni controlli preliminari, metodi avanzati di risoluzione dei problemi e ulteriori metodi per mantenere una comunicazione fluida tra il dispositivo seriale ed il computer.

Come eseguire controlli preliminari e configurare la porta COM

Durante la comunicazione seriale, si potrebbero verificare dei problemi, quali la perdita di dati, anche dopo aver collegato il dispositivo seriale alla porta COM del computer. Esegui alcuni collaudi di base sulla porta seriale onde identificare e risolvere le cause principali di tali problemi relativi alla comunicazione RS232.

Ecco come collaudare le porte COM come i controlli di base:

Verifica i cavi e le connessioni fisiche

Quando si usa uno strumento DTE potresti dover impiegare un adattatore null-modem per collaudare le porte COM. Puoi anche provare a ricablare il connettore del cavo se ci si sente avventurosi.

1. I primi fili da connettere sono la massa, RXD, e TXD.
   
   
2. Usando la documentazione del dispositivo, tenta di identificare il cavo del segnale che trasporta i dati in uscita e collegarlo all'RXD del computer.
   
   
3. Il TXD del computer va connesso al segnale che porta i dati di ingresso al dispositivo. Attenzione a non affidarti solamente alle etichette dei segnali. Lo stesso segnale può essere un ingresso od un'uscita, dipende dal tipo del dispositivo usato ad esempio, un computer od modem.
   
   

Potrebbe essere una sfida determinare quale tipo di dispositivo si sta gestendo. La documentazione salta spesso quest'informazione, ma è possibile dedurla da alcuni altri segnali del dispositivo. I dispositivi di tipo modem avranno il DSR come uscita con un contatore che usa il DTR come sua uscita. Conoscere la direzione di un segnale singolo, ti consente di capirne i rimanente altri. Alcuni produttori invertono l'etichettatura dei segnali dati per i tipi di apparecchiature modem, pertanto procedi con attenzione.

Con i segnali nominati correttamente, hai:

• un collegamento da computer al computer che connette il TXD all' RXD e l' RXD al TXD.
• un collegamento da computer al modem che connette il TXD al TXD e l' RXD all' RXD.

L'incrocio delle connessioni in questo modo è noto come disposizione null-modem e potrebbe essere necessario acquistare un adattatore per replicare questa connessione, onde eseguire il collaudo della porta COM.

Raccogli i dettagli essenziali della porta COM

Dovresti sapere quale dispositivo si connette al tuo computer. Raccogli pertanto i dati importanti sul dispositivo seriale. Tale operazione semplificherà il processo di configurazione e consentirà al dispositivo e al computer di comunicare in modo efficace.

Ecco la tipologia di dati da raccogliere:

• Numero di porte seriali: conta quante porte seriali sono collegate alla tua macchina.


• Bit di dati: la trasmissione dei dati in una comunicazione seriale avviene byte per byte. Bisogna pertanto tenere conto del numero di bit inviati per byte.


• Bit di arresto: i bit di arresto indicano la fine di un dataframe (frammento di dati) o di un byte di dati. Danno al dispositivo ricevente l'opportunità di prepararsi per il bit successivo. 1-2 bit di arresto sono comuni nelle configurazioni generali. Se non si è sicuri dei bit di arresto, puoi impostarli su 2. In genere risulta innocuo, ma rallenta leggermente la comunicazione seriale.


• Tasso del baud: scopre la velocità di trasmissione nella comunicazione seriale. È la velocità di trasmissione, ovvero la velocità con cui i dati vengono trasmessi ogni secondo. In pratica è il numero di bit trasmessi al secondo. Ad esempio, se la velocità di trasmissione è 9600, la porta seriale può trasferire 9600 bit al secondo, massimo.


• Parità: verifica la parità nella comunicazione seriale. È un metodo per rilevare errori e garantire l'integrità dei dati in ricezione. Se la parità non corrisponde, il ricevitore segnala un errore.

Nota: per maggiori dettagli sui parametri della porta COM, fai riferimento alla documentazione del dispositivo.

Come correggere gli errori di connessione della porta COM tramite Serial Port Monitor

Scarica il programma per il monitoraggio della porta COM dal loro sito web ufficiale per collaudare la RS232. Tale applicazione professionale per il collaudo della RS232 consente di eseguire collaudo sulla porta COM. In tal modo, puoi rilevare e correggere gli errori della porta COM più velocemente, per godere di una comunicazione seriale fluida.

Com Port Tester cattura e mostra tutti i dati trasmessi tramite le porte COM di un computer.

Avvia Serial Port Tester

Una volta che le impostazioni sono in ordine, puoi iniziare una nuova sessione di collaudo seguendo questi passaggi.

1. Avvia Serial Port Tester

2. Scegli “Sessione >>> Nuova sessione” dal menu principale. Puoi anche usare la scorciatoia da tastiera “CTRL+N” oppure premere “Nuovo” sulla barra degli strumenti principale.

3. Verrà mostrata la finestra “Nuova sessione di monitoraggio".

• Vista Linea mostra le informazioni dettagliate riguardanti le richieste inviate su di una linea seriale specifica.
• Vista Tabella presenta gli IRP registrati in formato tabellare.
• Vista Terminale presenta i dati ricevuti su di una console di testo di caratteri ASCII.
• Vista Modbus mostra i dati Modbus ricevuti ed inviati (RTU e ASCII).
• Vista Scarico mostra tutti i dati inviati e ricevuti, trasmessi tramite una linea seriale.

Le caselle di controllo designate come "Avvia monitoraggio ora" ed "Avvia in una nuova finestra" controllano come viene avviata la nuova sessione di monitoraggio.

Opzioni di cattura: puoi scegliere cosa desideri monitorare tra questi elementi: Lettura/Scrittura, Creazione/Chiusura e Controllo dispositivo.

Prima del monitoraggio, specifica i dettagli della porta COM a cui è collegato il tuo computer. Questi parametri ti aiutano a comprendere i dati più da vicino.

nBaudRate: Indica la velocità in baud della porta seriale.

• Valori possibili per il tasso di baud: questi valori possono essere qualunque numero incluso in questo elenco: 110, 300, 600, 1200, 2400, 4800, 9600, 14400, 19200, 38400, 56000, 57600, 115200, 128000, 256000. 9600, 19200, 38400, 57600, e 115200 sono i valori comuni e ben supportati.
• Tasso di baud predefinito: 110

nDataLength: rappresenta il numero di bit di dati per pacchetto di dati.

• Valori possibili per la lunghezza dei dati: 5, 6, 7 e 8.
• Lunghezza dati predefinita: 7

cParity: indica il metodo di controllo della parità o degli errori in una comunicazione seriale.

• Possibili valori per la parità:
  • • (E)ven
  • • (O)dd
  • • (M)ark
  • • (S)pace
  • • (N)one
• Default value: N (None)

nStopBits: rappresenta il numero di bit di arresto, posti alla fine di un dataframe.

• Valori possibili per i bit di arresto: 1, 1.5, e 2
• Valore predefinito per i bit di arresto: 1

cHandflow: indica le impostazioni per controllare il flusso di dati (tra un dispositivo con porta seriale e un computer).

• Valori possibili:
  • • P = Meccanico (linee RTS/CTS)
  • • X = Xon/Xoff (controllo del flusso del programma)
  • • N = Nessuno (nessun controllo del flusso)
• Valore predefinito: N (Nessuno)

Nota: per tutte queste informazioni, consulta la documentazione del tuo dispositivo seriale. Ti aiuterà anche a capire come verificare il funzionamento della porta COM. Ricorda che le impostazioni del dispositivo devono corrispondere a quelle di Serial Port Monitor.

4. Dopo aver impostato le opzioni, premi su "Avvia monitoraggio" per avviare una nuova sessione.

5. Vedrai una nuova finestra di monitoraggio con i visualizzatori che hai selezionato.

6. Dal menu principale, seleziona "Sessione >>> Salva sessione/Salva sessione con nome" onde salvare una sessione.

In alternativa, controlla la barra degli strumenti principale per trovare "Salva" e premerci sopra. Oppure, premi semplicemente la scorciatoia da tastiera CTRL+S per salvare la sessione.

7. Se il sistema lo richiede, scegli un nome del documento per la sessione. In tal modo, potrai ricaricare la sessione in un secondo momento usando questo documento e continuare il tuo lavoro.

Dopo aver risolto i problemi di comunicazione tramite la porta seriale, seguendo tutti i passaggi da 1 a 7, torna al passaggio 1. Questa volta, verifica lo stato delle linee della porta COM.

Stato delle linee della porta COM

Cerchiamo di capire cosa significa realmente ogni stato delle linee di controllo seriali:

• RTS: indicatore di linea di richiesta di invio
• CTS: indicatore di linea prontezza nelll'invio
• DSR: indicatore di linea prontezza nell'invio dei dati
• DCD: indicatore di linea del rilevamento del trasporto dei dati
• DTR: indicatore di linea prontezza del terminale dei dati
• RI: indicatore di linea ad anello

In base alla codifica a colori, ecco cosa significa ogni stato della linea di controllo:

• Verde: livello alto
• Rosso: livello basso
• Grigio: stato inattivo o sconosciuto

Risoluzione avanzata dei problemi

Potrebbero emergere dei problemi più complessi durante una comunicazione seriale, anche dopo aver eseguito controlli di base e corretto i problemi comuni della porta seriale. Di conseguenza, i dati attesi potrebbero non essere mostrati.

In questo caso, servono dei metodi di risoluzione dei problemi aggiuntivi e avanzati per individuare il problema sottostante. Analizziamo questi metodi uno per uno:

Eseguire un collaudo di loopback

In un collaudo di loopback, dovrai inviare dati da un dispositivo e riceverli indietro tramite la stessa porta COM. Tale collaudo verifica il funzionamento della comunicazione seriale.

Questo collaudo non richiede meccanismi e controlli di terze parti:

• porta seriale
• connessione cablata
• programma

L'obiettivo di un collaudo di loopback è quello di abilitare protocolli, quali RS232, RS422, e RS485 per comunicare con adeguatezza:

• RS232: per questo protocollo, connetti i piedini TXD e RXD.
• RS422/RS485: per questo protocollo, connetti i piedini TXD + a RXD + e TXD - a RXD -.

Dovrai connettere dei piedini aggiuntivi, quali CTS a RTS e DTR a DSR per collaudi avanzati, usando il controllo del flusso meccanico.

Come eseguire il collaudo di loopback con HyperTerminal

Puoi eseguire un collaudo di loopback usando l'utilità HyperTerminal per semplificare il processo.

HyperTerminal converte la tua macchina in un terminale. Questo ti offre due vantaggi:

• Esecuzione del collaudo sulla comunicazione tramite le porte seriali
• Connessione ad altri sistemi

Esploriamo il processo passo dopo passo per eseguire un collaudo di loopback usando HyperTerminal:

1. Avvia una nuova connessione: fornisci un nome a questa connessione (es, “Collaudo di Loopback”). Ora, scegli un'icona.
   
2. Seleziona la porta COM: dopo aver avviato la connessione, scegli la porta per il collaudo.
   
3. Seleziona il controllo del flusso: scegli un tipo di controllo del flusso: Xon/Xoff, Meccanico, o Nessuno.
   
4. Verifica il collaudo: digita un messaggio di testo. Il collaudo di loopback ha esito positivo se il testo riappare in HyperTerminal.
   

Abilita la negoziazione meccanica (handshake hardware)

Imposta un handshake hardware (negoziazione meccanica) se i messaggi non vengono trasmessi anche dopo che i segnali sono stati cablati correttamente.

L'handshake hardware garantisce che sia il dispositivo mittente che quello ricevente siano pronti per la trasmissione dei dati, in modo da poterne controllare il flusso. Ecco come funziona:

• un dispositivo può interrompere il trasferimento dei dati se l'altra estremità non è pronta ad accettarlo.
• se un computer non è ancora pronto a ricevere dati, può impedire all'altro dispositivo di inviare dati.

Nota: l'handshaking non è qualcosa che devi usare spesso solo perché il tuo computer supporta questa funzionalità.

Ma se devi usarlo, inizia collegando le linee di handshake a tensioni fisse. Questo impedirà di interferire con le operazioni in esecuzione nel dispositivo. Inoltre, molti dispositivi sono dotati di resistenze collegate alle linee di negoziazione. Quindi, non serve collegarli manualmente.

Nel caso in cui dovessi riscontrare questi problemi:

• messaggi persi a causa dell'eccedenza sulla memoria tampone di ingresso
• il dispositivo non riceve i dati, a causa della ricezione di messaggi incompleti

Usa la negoziazione di Serial Port Tester

Il programma Serial Port Tester usa la negoziazione DTR/CTS.

• L'uscita DTR indica che il dispositivo è pronto a ricevere i dati
• L'ingresso CTS viene usato per il controllo del flusso dei dati.

Il DTR andrebbe mantenuto alto se non serve la negoziazione. Questo aiuta a collegare gli ingressi non usati sul dispositivo.

Se vuoi disabilitare l'handshaking:

• Connetti il CTS al RTS (piedini 8 e 7)
• Connetti il DTR al DCD e al DSR (piedini 1, 4 e 6)

Esegui questa impostazione sul tuo dispositivo.

Abilita l'handshaking del programma

Un dispositivo invia un carattere Xoff per bloccare la trasmissione dei dati se non è in grado di riceverne altri. E quando il dispositivo diviene nuovamente pronto ad accettare i dati, invia il carattere Xon.

Ecco come funziona la negoziazione Xon/Xoff ed è un controllo del flusso di dati programmatico.

Se il tuo dispositivo necessita di questo tipo di negoziazione, scegli la Xon/Xoff sul Collaudatore per porta COM.

Conclusioni

Potrebbe risultare difficile risolvere i problemi di comunicazione seriale e collaudare le porte COM. Ma non è così se si seguono le istruzioni sopra riportate.

Se vuoi sapere come verificare se la porta COM funziona in una comunicazione seriale, inizia con dei controlli preliminari. Gradualmente, usa un programma, quale Serial Port Tester. Se riscontri ancora problemi nella comunicazione seriale, risolvili con metodi avanzati, come l'handshaking programmatico e meccanico e i collaudi di loopback.

Che si tratti di problemi dovuti a protocolli di negoziazione, impostazioni delle porte o cablaggio, i metodi sopra descritti ti guideranno in ogni fase. In questo modo, il computer e il dispositivo seriale potranno comunicare e scambiare i dati senza problemi.