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Come leggere i dati da una porta seriale? - Guida completa per i tecnici

Olga Weis Olga Weis Sep 2, 2024

Se desideri un'analisi approfondita su come leggere i dati RS232 da una porta COM, allora questo articolo fa proprio al caso tuo.

Anche se le porte seriali hanno perso popolarità con l'introduzione di USB e altre tecnologie di trasferimento dati ad alta velocità, sono ancora molto utilizzate in settori specializzati e svolgono un ruolo integrante nella rete di apparecchiature di laboratorio e altri strumenti scientifici specializzati. Le apparecchiature per porte seriali richiedono test e debugging, quindi la richiesta di un lettore di porte COM è molto popolare tra i tecnici.

Come leggere i dati da una porta seriale?

Se utilizzi dispositivi seriali, devi essere in grado di monitorare e osservare costantemente tutta l'attività della porta. Le informazioni possono variare da notifiche di evento, messaggi di stato del sistema e qualsiasi altro messaggio che possa aiutare a risolvere problemi qualora sorgano con l'hardware. Le informazioni sono anche uno strumento utile per le fasi di installazione del dispositivo.

Software per la lettura della porta seriale - Terminal Porta Seriale

Serial Port Terminal

Il Advanced Serial Port Terminal è un lettore di porte COM essenziale per chiunque desideri accedere e interpretare i dati dalle porte seriali. Questo strumento versatile, basato su sessioni, consente agli utenti di connettersi con qualsiasi dispositivo dotato di porta seriale per esaminare, risolvere problemi o scopi di debugging. A differenza del Terminal Windows di base, offre funzionalità avanzate, consentendo l'invio e la ricezione di dati in vari formati (stringa ASCII, binario, ottale e esadecimale) tramite una connessione seriale e consente il reindirizzamento dei flussi di dati di input/output su file specifici. Fornisce anche capacità per regolazioni delle impostazioni del modem e altro.

Per leggere efficacemente i dati da una porta seriale utilizzando il Terminal Porta Seriale Avanzato, gli utenti possono modificare le configurazioni della porta seriale senza la necessità di disconnettere e riconnettere, perfezionare impostazioni come velocità di baud, bit di dati, parità, bit di stop e controllo del flusso, e salvare i byte in arrivo per future ispezioni tra le altre funzionalità. Per iniziare a leggere i tuoi dati della porta seriale, basta installare il Terminal Porta Seriale Avanzato e scegliere la porta appropriata. Per leggere dati trasmessi a una estremità remota tramite la porta seriale, è necessario attivare la funzione "Echo". Questo può essere fatto cliccando sul pulsante "Echo" sulla barra degli strumenti o regolando l'opzione sotto la scheda "Aspetto" nelle Preferenze. Lo stato del comando "Echo" (abilitato/disabilitato) è indicato sulla barra di stato.

Leggi la porta COM con Serial Port Monitor

In alternativa, puoi provare un altro software per leggere i dati dalla porta seriale. Serial Port Monitor è uno strumento facile da usare per registrare tutte le comunicazioni in entrata e in uscita dai tuoi porti COM seriali. Se utilizzi protocolli COM RS232, RS422 o RS485, sarai in grado di monitorare e registrare tutta l'attività del porto.

Serial Port Monitor offre una soluzione di livello professionale per coloro che si chiedono come leggere la porta COM, disponibile sia con licenza Professionale che Aziendale. Questa funzionalità, conosciuta come "Dialogo di invio", facilita l'apertura e la chiusura delle porte seriali, l'aggiustamento in tempo reale delle impostazioni della porta seriale e l'invio di dati in vari sistemi numerici (binario, ottale, decimale, esadecimale) così come in forma di stringa. Inoltre, gli utenti possono scegliere file contenenti dati binari da inviare a segmenti, migliorando l'utilità e la flessibilità del lettore di porte com.

Se hai una versione standard di Serial Port Monitor, puoi visualizzare i dati letti da un RS232. Devi solo seguire un paio di passaggi:

  1. Avvia Serial Port Reader e seleziona “Sessione -> Nuova Sessione” dall'opzione del menu Sessione. Puoi anche cliccare Ctrl+N. Nuova sessione
  2. Una lista di opzioni di visualizzazione viene mostrata nella finestra “Nuova sessione di monitoraggio”. Scegli le visualizzazioni che soddisfano le tue esigenze. Avvia nuova sessione

    Visualizzazione tabella - mostra tutti i pacchetti di richieste I/O (IRPs) in una semplice vista tabellare

    Usa la vista Linea per mostrare un elenco dettagliato di tutte le richieste passate attraverso una specifica linea seriale

    Vista Dump – mostra i dati passati attraverso la linea seriale

    Vista Terminale - mostra tutti i dati in una console di testo in caratteri ASCII

    La vista Modbus mostra tutti i dati inviati e ricevuti utilizzando il Protocollo Modbus con modalità RTU (Remote Terminal Unit) o opzione ASCII

    Non sei limitato a una sola vista, puoi “Seleziona Tutto” per scegliere tutte le opzioni disponibili
    Usa il pulsante “Deseleziona tutto” per deselezionare e resettare tutte le selezioni precedenti.

  3. Clicca sulla casella “Inizia monitoraggio ora” o “Inizia in una nuova finestra” nella sezione “Opzioni nuova sessione” della finestra. Lettura dati dalla porta seriale
  4. Le opzioni di cattura ti permettono di scegliere quali eventi vuoi registrare. Le opzioni sono Crea/Chiudi, Leggi/Scrivi e Controllo Dispositivo. Puoi cliccare una o tutte le opzioni.

  5. Per iniziare il monitoraggio, clicca sul pulsante “Inizia monitoraggio”. Una nuova finestra di monitoraggio con tutte le varie viste selezionate al passo 2 verrà mostrata.

  6. Vorresti salvare la tua sessione in modo da poter fare riferimento ai log e analizzare i dati registrati. Per salvare la tua sessione, seleziona Sessione -> Salva sessione / Salva sessione come... dal menu principale. C'è anche un'icona “Salva” sulla barra degli strumenti, oppure semplicemente premi Ctrl + S per salvare la tua sessione. Lettura dati dalla porta seriale

Serial Port Monitor
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La comprensione del protocollo seriale

Per leggere e analizzare i dati di una porta seriale, è necessario familiarizzare con una serie di termini e concetti relativi al protocollo RS232. Dalla comprensione dei livelli di tensione ai pinout, avere questa conoscenza renderà la lettura dei dati seriali da una porta com e l'analisi di tutti i dati monitorati molto più significativi.

Velocità di trasmissione

La velocità di trasmissione è una misura della velocità di trasmissione dati su una linea seriale. È misurata in bit al secondo (bps). Il protocollo RS232 supporta velocità di trasmissione da 110 a 230400. Una velocità di trasmissione più alta significa che i dati vengono trasmessi più velocemente, tuttavia, la velocità di trasmissione all'inizio e alla fine di un circuito deve essere la stessa.

Livelli di tensione

La tensione di linea è definita come la tensione tra due linee in un circuito. Questo è noto come tensioni di segnale e di controllo (CV). La tensione di controllo è un segnale elettrico a corrente continua (DC) che manipola i valori dei componenti nei circuiti analogici.

Livelli di tensione RS232

Le tensioni in una porta seriale RS232 sono spesso definite come bipolari - dove sono negative o positive rispetto al terreno. I segnali vanno da -25V a +25V.

Un livello logico alto (1) rappresenta una tensione negativa tra -3 e -25V, mentre un livello logico basso (0) trasmette una tensione positiva in un intervallo da +3V a +25V. Una tensione tra -3V e +3V cade in quella che è conosciuta come una regione indeterminata.

Impedenza della linea

L'impedenza di una linea è la misura della sua induttanza e della sua capacità per unità di lunghezza. La capacità descrive quanto bene la linea può immagazzinare una carica elettrica, mentre l'induttanza è la proprietà per cui una forza elettromotrice viene generata quando c'è un cambiamento di corrente nel circuito.

Il bridging di impedenza si verifica quando l'impedenza di carico tra la sorgente e il ricevitore è diversa, con l'impedenza di carico del ricevitore molto più alta. Nel caso del protocollo RS232 - l'intervallo è da 3KΩ a 7KΩ e questo serve allo scopo di massimizzare il trasferimento di tensione tra la porta RS232 e il ricevitore.

Modalità di funzionamento

Ci sono due tipi di ingressi di segnale - differenziale e single-ended. La segnalazione single-ended è un mezzo semplice e comune per trasmettere un segnale elettrico da un mittente a un ricevitore e RS232 utilizza questo ingresso. La segnalazione single-ended coinvolge due fili. Un filo trasporta il segnale effettivo, mentre l'altro è connesso a una tensione di riferimento che garantisce una tensione di uscita costante.

Tasso di salita

Il tasso di salita (SR) è il cambiamento di tensione per unità di tempo. In RS232 questo è il tempo che impiega il driver RS232 a rispondere a questo cambiamento. Per prevenire interferenze o diafonie durante la trasmissione dei segnali, il protocollo RS232 stabilisce un tasso di salita massimo a 30V/µsec e un tasso di salita minimo che ha tempi di variazione lenti. Questo garantisce una quantità minima di interferenze o diafonie mentre un segnale viene trasmesso.

Pinout RS232

Una connessione RS232 tra un Dispositivo Terminale Dati (DTE) e un Dispositivo di Comunicazione Dati (DCE) richiede l'uso di connettori DB9 o DB25. Il DTE è il porto maschile, mentre il DCE è tipicamente femminile. Come suggeriscono i loro nomi, un connettore DB9 ha 9 pin, mentre un DB25 ne ha 25. Ogni pin nei connettori ha uno scopo determinato.

Schema dei pin DB9

L'interfaccia seriale RS232 ha nove pin ed è disponibile in configurazioni di tipo maschile o femminile. RS232C è una versione aggiornata di RS233 ed è esattamente uguale con l'unica eccezione che utilizza un connettore a 25 pin. Indipendentemente dal fatto che il connettore abbia 9 o 25 pin, solo 3 di questi pin vengono effettivamente utilizzati quando si collega un dispositivo terminale.

Schema dei pin DB25

Oltre a definire le caratteristiche elettriche, ogni segnale nella trasmissione dati RS232 ha una funzione specifica determinata dal protocollo RS232. Queste funzioni includono segnali di controllo e di temporizzazione, terra comune e segnali di dati. Fare riferimento all'immagine sottostante che illustra i segnali e le funzioni che compongono lo schema dei pin RS232.

Funzioni dei segnali seriali

RS232 include anche un numero di segnali secondari complementari che possono essere applicati quando si configurano le connessioni DCE e DTE. Questi segnali includono TxD (Trasmissione Dati), RxD (Ricezione Dati), DTE (Dispositivo Terminale Dati), RTS (Richiesta di Invio) e DCD (Rilevamento del Trasportatore Dati).

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