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Como ler dados da porta serial? - Guia completo para técnicos

Olga Weis Olga Weis Sep 2, 2024

Se você deseja uma análise aprofundada de como ler dados RS232 de uma porta COM, este artigo é para você.

Embora as portas seriais tenham perdido popularidade com a introdução do USB e outras tecnologias de transferência de dados de alta velocidade, as portas seriais ainda são muito utilizadas em indústrias especializadas e desempenham um papel integral na interconexão de equipamentos de laboratório e outros instrumentos científicos especializados. O equipamento de porta serial precisa de testes e depuração, por isso a leitura de portas COM é um pedido muito popular entre os técnicos.

Como ler dados de uma porta serial?

Se você utiliza dispositivos seriais, precisa ser capaz de monitorar e observar constantemente toda a atividade da porta. As informações podem variar desde notificações de eventos, mensagens de status do sistema e quaisquer outras mensagens que possam ajudar a solucionar problemas caso surjam com o hardware. As informações também são uma ferramenta útil para as etapas de instalação do dispositivo.

Software leitor de porta serial - Terminal de Porta Serial

Serial Port Terminal

O Advanced Serial Port Terminal é um leitor de porta COM essencial para qualquer pessoa que precise acessar e interpretar dados de portas seriais. Esta ferramenta versátil, baseada em sessão, permite que os usuários se conectem com qualquer dispositivo equipado com porta serial para exame, solução de problemas ou fins de depuração. Ao contrário do Terminal Windows básico, oferece funcionalidades aprimoradas, permitindo o envio e recebimento de dados em vários formatos (string ASCII, binário, octal e hexadecimal) através de uma conexão serial e possibilita o redirecionamento de fluxos de dados de entrada/saída para arquivos específicos. Também fornece capacidades para ajustes de configurações de modem e mais.

Para ler dados da porta serial efetivamente usando o Terminal de Porta Serial Avançado, os usuários podem modificar as configurações da porta serial sem a necessidade de desconectar e reconectar, ajustar configurações como taxa de baud, bits de dados, paridade, bits de parada e controle de fluxo, e salvar bytes recebidos para exame futuro, entre outras funcionalidades. Para começar a ler seus dados da porta serial, simplesmente instale o Terminal de Porta Serial Avançado e escolha a porta apropriada. Para ler dados transmitidos para uma extremidade remota via porta serial, é necessário ativar a função "Echo". Isso pode ser feito clicando no botão "Echo" na barra de ferramentas ou ajustando a opção na aba "Aparência" nas Preferências. O status do comando "Echo" (ativado/desativado) é indicado na barra de status.

Leia a porta COM com o Serial Port Monitor

Alternativamente, pode experimentar outro software para ler os dados da porta serial. O Serial Port Monitor é uma ferramenta fácil de usar para registar todas as comunicações para e das suas portas COM seriais. Se estiver a usar protocolos COM RS232, RS422 ou RS485, poderá monitorizar e registar toda a atividade da porta.

O Monitor de Porta Serial oferece uma solução de nível profissional para aqueles que se perguntam como ler a porta COM, disponível com licença Profissional ou de Empresa. Esta funcionalidade, conhecida como "Diálogo de Envio", facilita a abertura e fecho de portas seriais, o ajuste em tempo real das configurações da porta serial e o envio de dados em vários sistemas numéricos (binário, octal, decimal, hexadecimal) assim como em forma de string. Adicionalmente, os utilizadores podem escolher ficheiros contendo dados binários para enviar em segmentos, aumentando a utilidade e flexibilidade do leitor de portas COM.

Se tiver a versão padrão do Monitor de Porta Serial, pode visualizar os dados lidos de um RS232. Apenas precisa de seguir alguns passos:

  1. Inicie o Leitor de Porta Serial e selecione “Sessão -> Nova Sessão” na opção do menu Sessão. Também pode clicar em Ctrl+N. Nova sessão
  2. Uma lista de opções de visualização é exibida na janela “Nova sessão de monitorização”. Escolha as vistas que se adequam às suas necessidades. Iniciar nova sessão

    Vista de tabela - mostra todos os pacotes de pedidos de I/O (IRPs) numa vista de tabela simples

    Use a vista de Linha para exibir uma lista detalhada de todos os pedidos passados por uma linha serial específica

    Vista de Despejo – mostra dados passados pela linha serial

    Vista de Terminal - exibe todos os dados numa consola de texto em caracteres ASCII

    Vista de Modbus exibe todos os dados enviados e recebidos usando o Protocolo Modbus com modo RTU (Unidade Terminal Remota) ou opção ASCII

    Não está limitado a uma única vista, pode “Selecionar Tudo” para escolher todas as opções disponíveis
    Use o botão “Desselecionar tudo” para desmarcar e redefinir todas as seleções anteriores.

  3. Clique na caixa “Iniciar monitorização agora” ou “Iniciar em nova janela” na secção “Opções da nova sessão” da janela. Ler dados da porta serial
  4. As opções de captura permitem escolher quais eventos deseja registar. As opções são Criar/Fechar, Ler/Escrever e Controle do Dispositivo. Pode clicar numa ou em todas as opções.

  5. Para iniciar a monitorização, clique no botão “Iniciar monitorização”. Uma nova janela de monitorização com todas as várias vistas selecionadas no passo 2 será exibida.

  6. Vai querer salvar a sua sessão para que possa referir-se aos registos e analisar os dados gravados. Para salvar a sua sessão, selecione Sessão -> Salvar sessão / Salvar sessão como... no menu principal. Também existe um ícone “Salvar” na barra de ferramentas, ou simplesmente pressione Ctrl + S para salvar a sua sessão. Ler dados da porta serial

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A compreensão do protocolo serial

Para ler e analisar dados de portas seriais, existem vários termos e conceitos com os quais deve estar familiarizado em torno do protocolo RS232. Desde compreender as voltagens elétricas até aos pinouts, ter este conhecimento tornará a leitura de dados seriais de uma porta COM e a análise de todos os dados monitorizados muito mais significativos.

Taxa de Baud

A taxa de baud é uma medida da velocidade de transmissão de dados através de uma linha serial. É medida em bits por segundo (bps). Taxas de baud de 110 a 230400 são suportadas pelo protocolo RS232. Uma taxa de baud mais alta significa que os dados são transmitidos mais rapidamente, no entanto, a taxa de baud no ponto de envio e receção de um circuito precisa ser a mesma.

Níveis de Tensão

A tensão de linha é definida como a tensão entre quaisquer duas linhas num circuito. Isto é conhecido como tensões de sinal e de controlo (CV). A tensão de controlo é um sinal elétrico de corrente contínua (DC) que manipula os valores dos componentes em circuitos analógicos.

Níveis de Tensão RS232

As tensões numa porta serial RS232 são frequentemente referidas como bipolares – onde são negativas ou positivas em relação ao terra. Os sinais variam de -25V a +25V.

Um alto lógico (1) representa uma tensão negativa entre -3 e -25V, enquanto um baixo lógico (0) transmite uma tensão positiva numa faixa de +3V a +25V. Uma tensão entre -3V e +3V cai no que é conhecido como uma região indeterminada.

Impedância da Linha

A impedância de uma linha é a medida da sua indutância e da sua capacitância por unidade de comprimento. A capacitância descreve o quão bem a linha pode armazenar uma carga elétrica, enquanto a indutância é a propriedade pela qual uma força eletromotriz é gerada quando há uma mudança na corrente através do circuito.

A ponte de impedância ocorre quando a impedância de carga entre a fonte e o receptor é diferente, com a impedância de carga do receptor sendo muito maior. No caso do protocolo RS232 – a faixa é de 3KΩ a 7KΩ e isto serve o propósito de maximizar a transferência de tensão entre a porta RS232 e o receptor.

Modo de Operação

Existem dois tipos de entradas de sinal – diferencial e unipolar. O sinal unipolar é um meio simples e comum de transmitir um sinal elétrico de um emissor para um receptor e o RS232 faz uso desta entrada. O sinal unipolar envolve dois fios. Um fio transporta o sinal real, enquanto o outro está conectado a uma tensão de referência que garante uma tensão de saída constante.

Taxa de Variação

A taxa de variação (SR) é a mudança de tensão por unidade de tempo. No RS232, este é o tempo que leva para o driver RS232 responder a esta mudança. Para prevenir qualquer interferência ou diafonia durante a transmissão de sinais, o protocolo RS232 estabelece uma taxa de variação máxima em 30V/µsec e uma taxa de variação mínima que tem tempos de variação lentos. Isto garante uma quantidade mínima de interferência ou diafonia enquanto um sinal é transmitido.

Pinagem RS232

Uma conexão RS232 entre um Equipamento Terminal de Dados (DTE) e um Equipamento de Comunicações de Dados (DCE) requer o uso de conectores DB9 ou DB25. O DTE é o porto macho, enquanto o DCE é tipicamente fêmea. Como seus nomes indicam, um conector DB9 tem 9 pinos, enquanto um DB25 tem 25 pinos. Cada pino nos conectores tem um propósito determinado.

Pinagem DB9

A interface serial RS232 tem nove pinos e pode ser obtida em configurações de tipo macho ou fêmea. RS232C é uma versão atualizada do RS233 e é exatamente igual, com a única exceção de que utiliza um conector de 25 pinos. Independentemente de o conector ser de 9 ou 25 pinos, apenas 3 desses pinos são realmente utilizados ao conectar um dispositivo terminal.

Pinagem DB25

Além de definir características elétricas, cada sinal na transmissão de dados RS232 tem uma função específica determinada pelo protocolo RS232. Estas funções incluem sinais de controle e temporização, terra comum e sinais de dados. Consulte a imagem abaixo que ilustra os sinais e funções que compõem a pinagem RS232.

Funções do sinal serial

O RS232 também inclui uma série de sinais secundários complementares que podem ser aplicados ao configurar conexões DCE e DTE. Estes sinais incluem TxD (Transmitir Dados), RxD (Receber Dados), DTE (Equipamento Terminal de Dados), RTS (Solicitação de Envio) e DCD (Detecção de Portadora de Dados).

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