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Wie liest man Daten aus einem seriellen Port? - Vollständiger Leitfaden für Techniker

Olga Weis Olga Weis Mar 27, 2024

Wenn Sie eine gründliche Analyse darüber wünschen, wie man RS232-Daten von einem COM-Port liest, dann ist dieser Artikel genau das Richtige für Sie.

Obwohl serielle Ports mit der Einführung von USB und anderen Hochgeschwindigkeits-Datentransfertechnologien an Popularität verloren haben, werden serielle Ports immer noch sehr häufig in spezialisierten Industrien verwendet und spielen eine integralen Teil in der Vernetzung von Laborgeräten und anderen spezialisierten wissenschaftlichen Instrumenten. Serielle Portausrüstung benötigt Tests und Debugging, daher ist ein COM-Port-Leser eine sehr beliebte Anfrage von Technikern.

Wie liest man Daten aus einem seriellen Port?

Wenn Sie serielle Geräte verwenden, müssen Sie in der Lage sein, ständig alle Portaktivitäten zu überwachen und zu beobachten. Die Informationen können von Ereignisbenachrichtigungen, Systemstatusmeldungen und anderen Nachrichten reichen, die bei der Fehlersuche helfen können, sollte ein Problem mit der Hardware auftreten. Die Informationen sind auch ein nützliches Werkzeug für die Installationsschritte des Geräts.

Software zum Lesen des seriellen Ports - Serielles Port-Terminal

Das Erweiterte Serielle Port-Terminal ist ein unverzichtbarer COM-Port-Leser für jeden, der darauf abzielt, Daten aus seriellen Ports zu zugreifen und zu interpretieren. Dieses vielseitige, auf Sitzungen basierende Werkzeug ermöglicht Benutzern die Verbindung mit jedem gerät mit seriellen Port zur Untersuchung, Fehlersuche oder Debugging-Zwecken. Im Gegensatz zum Basis-Windows-Terminal bietet es erweiterte Funktionalitäten, die das Senden und Empfangen von Daten in verschiedenen Formaten (ASCII-String, Binär, Oktal und Hexadezimal) über eine serielle Verbindung ermöglichen und die Umleitung von Ein-/Ausgabedatenströmen zu bestimmten Dateien zulassen. Es bietet auch Möglichkeiten für Modemeinstellungen und mehr.

Um Daten aus einem seriellen Port effektiv zu lesen, können Benutzer die Konfigurationen des seriellen Ports ohne die Notwendigkeit zu trennen und neu zu verbinden anpassen, Einstellungen wie Baudrate, Datenbits, Parität, Stoppbits und Flusskontrolle feinabstimmen und eingehende Bytes für zukünftige Untersuchungen speichern, unter anderen Funktionen. Um mit dem Lesen Ihrer seriellen Portdaten zu beginnen, installieren Sie einfach das Erweiterte Serielle Port-Terminal und wählen Sie den entsprechenden Port. Um Daten, die an ein entferntes Ende über den seriellen Port übertragen werden, zu lesen, ist die Aktivierung der "Echo"-Funktion notwendig. Dies kann durch Klicken auf den "Echo"-Knopf in der Werkzeugleiste oder durch Anpassen der Option unter dem Reiter "Erscheinungsbild" in den Einstellungen erfolgen. Der Status des "Echo"-Befehls (aktiviert/deaktiviert) wird in der Statusleiste angezeigt.

Lesen Sie COM-Port mit Serial Port Monitor

Alternativ können Sie eine andere Software ausprobieren, um die Daten des seriellen Ports zu lesen. Serial Port Monitor ist ein einfach zu bedienendes Tool zur Aufzeichnung aller Kommunikationen zu und von Ihren seriellen COM-Ports. Wenn Sie RS232, RS422 oder RS485 COM-Protokolle verwenden, können Sie alle Portaktivitäten überwachen und aufzeichnen.

Der Serial Port Monitor bietet eine professionelle Lösung für diejenigen, die sich fragen, wie man den COM-Port liest, verfügbar entweder mit einer Professional- oder Unternehmenslizenz. Diese Funktion, bekannt als "Senden-Dialog", erleichtert das Öffnen und Schließen von seriellen Ports, die Echtzeitanpassung der seriellen Porteinstellungen und den Versand von Daten in verschiedenen Zahlensystemen (binär, oktal, dezimal, hexadezimal) sowie in Zeichenkettenform. Zusätzlich können Benutzer Dateien auswählen, die binäre Daten enthalten, um diese in Segmenten zu senden, was die Nützlichkeit und Flexibilität des COM-Port-Lesers erhöht.

Wenn Sie eine Standardversion von Serial Port Monitor haben, können Sie die gelesenen Daten von einem RS232 einsehen. Sie müssen nur ein paar Schritte unternehmen:

  1. Starten Sie Serial Port Reader und wählen Sie „Sitzung -> Neue Sitzung“ aus der Sitzungsmenüoption. Sie können auch Strg+N drücken. Neue Sitzung
  2. Eine Liste von Ansichtsoptionen wird im Fenster „Neue Überwachungssitzung“ angezeigt. Wählen Sie die Ansichten, die Ihren Anforderungen entsprechen. Starten Sie neue Sitzung

    Tabellenansicht - zeigt alle I/O-Anforderungspakete (IRPs) in einer einfachen Tabellenansicht

    Verwenden Sie die Linienansicht, um eine detaillierte Liste aller Anfragen, die über eine bestimmte serielle Leitung gingen, anzuzeigen

    Dump-Ansicht – zeigt Daten, die durch die serielle Leitung gingen

    Terminalansicht - zeigt alle Daten in einer Textkonsole in ASCII-Zeichen

    Modbus-Ansicht zeigt alle gesendeten und empfangenen Daten unter Verwendung des Modbus-Protokolls mit RTU (Remote Terminal Unit)-Modus oder ASCII-Option

    Sie sind nicht auf eine Ansicht beschränkt, Sie können „Alle auswählen“, um alle verfügbaren Optionen zu wählen
    Verwenden Sie den Button „Keine auswählen“, um alle vorherigen Auswahlmöglichkeiten zurückzusetzen.

  3. Klicken Sie im Abschnitt „Optionen für neue Sitzung“ des Fensters das Kästchen „Jetzt überwachen starten“ oder „In neuem Fenster starten“. Daten vom seriellen Port lesen
  4. Erfassungsoptionen ermöglichen es Ihnen, zu wählen, welche Ereignisse Sie aufzeichnen möchten. Die Optionen sind Erstellen/Schließen, Lesen/Schreiben und Gerätesteuerung. Sie können eine oder alle Optionen anklicken.

  5. Um die Überwachung zu starten, klicken Sie auf den Button „Überwachung starten“. Ein neues Überwachungsfenster mit allen in Schritt 2 ausgewählten Ansichten wird angezeigt.

  6. Sie möchten Ihre Sitzung speichern, damit Sie sich auf die Protokolle beziehen und die aufgezeichneten Daten analysieren können. Um Ihre Sitzung zu speichern, wählen Sie Sitzung -> Sitzung speichern / Sitzung speichern unter... aus dem Hauptmenü. Es gibt auch ein „Speichern“-Symbol in der Werkzeugleiste, oder drücken Sie einfach Strg + S, um Ihre Sitzung zu speichern. Daten vom seriellen Port lesen

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Das Verständnis des seriellen Protokolls

Um Daten aus einem seriellen Port zu lesen und zu analysieren, gibt es eine Reihe von Begriffen und Konzepten, mit denen Sie sich im Zusammenhang mit dem RS232-Protokoll vertraut machen sollten. Vom Verständnis elektrischer Spannungen bis zu Pinbelegungen, dieses Wissen macht das Lesen serieller Daten aus einem COM-Port und die Analyse aller überwachten Daten umso bedeutungsvoller.

Baudrate

Die Baudrate ist ein Maß für die Geschwindigkeit der Datenübertragung über eine serielle Leitung. Sie wird in Bits pro Sekunde (bps) gemessen. Baudraten zwischen 110 bis 230400 werden vom RS232-Protokoll unterstützt. Eine höhere Baudrate bedeutet, dass die Daten schneller übertragen werden, jedoch muss die Baudrate am sendenden und empfangenden Ende eines Stromkreises gleich sein.

Spannungspegel

Die Leitungsspannung ist definiert als die Spannung zwischen zwei Leitungen in einem Stromkreis. Dies ist bekannt als Signal- und Steuerspannungen (CV). Die Steuerspannung ist ein Gleichstrom (DC) elektrisches Signal, das die Werte von Komponenten in analogen Schaltkreisen manipuliert.

RS232-Spannungspegel

Die Spannungen in einem RS232-Seriell-Port werden oft als bipolar bezeichnet – wo sie negativ oder positiv in Bezug auf die Masse sind. Die Signale reichen von -25V bis +25V.

Ein logisch High (1) repräsentiert eine negative Spannung zwischen -3 und -25V, während ein logisch Low (0) eine positive Spannung in einem Bereich von +3V bis +25V überträgt. Eine Spannung zwischen -3V und +3V fällt in das, was als unbestimmter Bereich bekannt ist.

Leitungsimpedanz

Die Impedanz einer Leitung ist das Maß ihrer Induktivität und ihrer Kapazität pro Längeneinheit. Die Kapazität beschreibt, wie gut die Leitung eine elektrische Ladung speichern kann, während die Induktivität die Eigenschaft ist, durch die eine elektromotorische Kraft erzeugt wird, wenn es eine Änderung des Stroms durch den Stromkreis gibt.

Impedanzanpassung tritt auf, wenn die Lastimpedanz zwischen der Quelle und dem Empfänger unterschiedlich ist, wobei die Lastimpedanz des Empfängers viel höher ist. Im Fall des RS232-Protokolls – liegt der Bereich bei 3KΩ bis 7KΩ und dies dient dem Zweck, den Spannungstransfer zwischen dem RS232-Port und dem Empfänger zu maximieren.

Betriebsmodus

Es gibt zwei Arten von Signaleingängen – differentiell und einseitig. Die einseitige Signalisierung ist ein einfaches und gängiges Mittel, ein elektrisches Signal von einem Sender zu einem Empfänger zu übertragen, und RS232 verwendet diesen Eingang. Die einseitige Signalisierung umfasst zwei Drähte. Ein Draht trägt das eigentliche Signal, während der andere mit einer Referenzspannung verbunden ist, die eine konstante Ausgangsspannung gewährleistet.

Slew-Rate

Die Slew-Rate (SR) ist die Änderung der Spannung pro Zeiteinheit. Bei RS232 ist dies die Zeit, die der RS232-Treiber benötigt, um auf diese Änderung zu reagieren. Um jegliche Interferenzen oder Übersprechen beim Übertragen von Signalen zu verhindern, legt das RS232-Protokoll eine maximale Slew-Rate von 30V/µs und eine minimale Slew-Rate mit langsamen Varianzzeiten fest. Dies gewährleistet eine minimale Menge an Interferenzen oder Übersprechen, während ein Signal übertragen wird.

RS232-Pinbelegung

Eine RS232-Verbindung zwischen einem Datenendgerät (DTE) und einem Datenkommunikationsgerät (DCE) erfordert die Verwendung von DB9- oder DB25-Steckverbindern. Das DTE ist der männliche Port, während das DCE typischerweise weiblich ist. Wie ihre Namen andeuten, hat ein DB9-Steckverbinder 9 Pins, während ein DB25 25 Pins hat. Jeder Pin in den Steckverbindern hat einen festgelegten Zweck.

DB9-Pinbelegung

Die RS232-Serienschnittstelle hat neun Pins und kann in männlichen oder weiblichen Konfigurationstypen erhalten werden. RS232C ist eine aufgerüstete Version von RS233 und ist genau gleich, mit der einzigen Ausnahme, dass es einen 25-Pin-Steckverbinder verwendet. Unabhängig davon, ob der Steckverbinder 9 oder 25 Pins hat, werden tatsächlich nur 3 dieser Pins verwendet, wenn ein Terminalgerät angeschlossen wird.

DB25-Pinbelegung

Neben der Definition elektrischer Eigenschaften hat jedes Signal bei der RS232-Datenübertragung eine spezifische Funktion, die durch das RS232-Protokoll festgelegt wird. Diese Funktionen umfassen Steuer- und Zeitsignale, gemeinsame Masse und Datensignale. Beziehen Sie sich auf das untenstehende Bild, das die Signale und Funktionen illustriert, die die RS232-Pinbelegung ausmachen.

Funktionen serieller Signale

RS232 umfasst auch eine Reihe von ergänzenden Sekundärsignalen, die bei der Konfiguration von DCE- und DTE-Verbindungen angewendet werden können. Diese Signale beinhalten TxD (Senden von Daten), RxD (Empfangen von Daten), DTE (Datenendgerät), RTS (Anforderung zum Senden) und DCD (Datenträgererkennung).

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