串口调试可能遇见的常见问题和排查方法

串口UART作为嵌入式应用和通讯领域中最常用的接口之一，接口协议虽然简单，但在实际应

用中不同设备之间的通讯也会存在各种小问题，下面对使用中各种常见的问题做下总结和梳

理，可作为调试参考。

01串口通信常见问题

串口通信乱码

串口通讯乱码通常是指接收方接收到的数据不符合预期，出现此情况时需要考虑的因素通常包含以下几个方面：
-双方设定的串口参数是否匹配

需检查设置的：串口波特率、串口数据格式等参数。

-串口通讯电压不匹配

不同的串口设备接收可正常进行解码的高低电平门限不同，如同样是3.3V串口通讯，A设备低电平门限1.5V，B设备低电平门限1V。当实际串口电压低电平只有1.5V时，B设备无法正常接收数据。又如：A设备为5V串口，B设备为3.3V串口，同样有电压不匹配的问题。

-串口通讯实际工作波特率误差较大

即：串口工作实际波特率和理论值偏差较大，因一些MCU和串口设备所用时钟为了兼顾其他资源和应用需要，实际工作的串口速率和设定会有偏差。比如：标称为9600bps时，实际工作在了10000bps（误差超过4%），此时可能已经超出接收方的设计标准。

-串口通讯信号质量差

如通讯时信号上升下降抖动严重，信号有过冲或者变化比较迟缓，此时检查硬件上共地是否良好，以及线路上有无串接/并联其他器件导致。

-数据格式显示问题

通常使用十六进制或ASCII码格式居多，使用时需要区分。

串口无法发送

串口无法发送通常是指与此串口的TXD连接的对端设备RXD通道接收不到任何数据，总结如下：

-使用仪器对TXD通道进行实际测量

观察硬件波形，确定信号是否有输出以及是否正常。（串口电压、串口信号上升下降时间）

-短接设备的TXD和RXD通道回环测试

看自收发是否可以成功。排除是自身设备异常还是对端异常。

-确定应用软件是否打开串口硬件流控

如当启用RTS/CTS硬件流控后但实际该引脚并没有连接或连接但不生效时，按照协议规定，CTS输入无效则发送方暂停发送数据。

-MCU软件编码问题或计算机端软件工作异常

串口无法接收

当串口接收不到任何数据的原因通常如下：
对端串口实际未能成功发送数据
串口发送有效电压不满足芯片接收解码要求
MCU软件编码问题或计算机端软件工作异常

02常用的排查小技巧

对于以上的常见串口调试问题，有以下几个方法和技巧可供参考使用：

使用硬件仪器

善于使用示波器等硬件采集或分析工具查找问题，用此方法可以确定线路上信号的串口电压、串口数据格式、串口通信波特率等参数。

串口Loopback检测

当手头没有硬件仪器时，将设备自身的TXD和RXD短接起来进行自收发测试也是一个不错的选择，此方式可以简单确认硬件通路和整个逻辑是否是打通的。但缺点是定位问题不够精准。

更换串口调试软件

计算机端串口软件种类较多，不排除一些设备或驱动软件没法成功适配所有的串口调试软件，此时可尝试多使用几款不同的软件对比测试。

03总结

当串口通信遇到问题的解决思路：

01确认信号类型，是TTL，RS485，RS232，不同数据类型的信号无法正常通信。

02确认串口的软件设置，波特率串口号等信号格式。

03确认已经正确安装驱动。

04确认硬件接线是否正确，对应的信号接口接到相应的接口，针对TTL和485，不确定信号定义的时候可以尝试俩根线相互调换。

05确认设备正常供电。

06使用示波器或者其他调试工具检查通信波形是否正确，5V系统和3.3V系统需要在对应的信号线上加上上拉电阻和二极管。

07确认硬件无问题的情况下，查找软件问题。

软件问题与硬件问题的大致区分方法：硬件问题基本每次都能复现，而软件问题可能时有时无。

选自苏州稳联科技