UART 调试技巧：使用逻辑分析仪捕获数据波形

# 1. 使用逻辑分析仪捕获数据波形

## 第一章：了解UART通信原理

### 1.1 UART概述

UART（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter），通用异步收发器，是串行通信接口中常用的一种。它通过硬件电路实现串行数据的收发，常用于嵌入式系统和外设的通信。

### 1.2 UART通信原理

- UART通信是异步的，没有时钟信号同步数据的传输。
- 数据格式由起始位、数据位、校验位和停止位组成。
- 发送端和接收端需要配置相同的波特率和数据位进行通信。

### 1.3 UART波特率和数据位配置

在UART通信中，波特率和数据位配置非常重要，它们决定了数据传输的速率和格式。常见的波特率有9600、115200等，数据位通常为8位。配置不一致会导致数据接收错误。

| 参数 | 可选数值 | 描述 |
|------------|-----------------|-------------------|
| 波特率 | 9600、115200等 | 数据传输速率 |
| 数据位 | 5、6、7、8、9位 | 每个数据字节的位数 |

以上是UART通信的基本原理和配置，下面我们将介绍逻辑分析仪的使用方法。

# 2. 逻辑分析仪简介

### 2.1 逻辑分析仪工作原理
逻辑分析仪是一种专门用于捕获和分析数字电路信号波形的工具。它通过多通道的采样功能，能够同时捕获多路信号的波形数据，帮助工程师快速定位和解决电路问题。

### 2.2 常见逻辑分析仪型号及功能
以下是几种常见逻辑分析仪的型号及主要功能：

| 型号 | 通道数 | 最大采样率 | 功能特点 |
|-----------|--------|------------|------------------------------|
| Saleae | 8 | 500MHz | 轻便易携，支持多种协议解析 |
| Rigol | 16 | 1GHz | 大容量存储，适用于复杂信号 |
| Keysight | 32 | 4GHz | 高端品质，支持深度解析 |

### 2.3 连接逻辑分析仪到电路板
连接逻辑分析仪到电路板的步骤如下：

1. 将逻辑分析仪的接收端连接到电路板的输出引脚。
2. 将逻辑分析仪的地线连接到电路板的地线引脚。
3. 确保连接稳固，并选择正确的信号引脚和通道。

# 示例代码：连接逻辑分析仪到电路板
import logic_analyzer

logic_analyzer.connect(board="my_board", analyzer="Saleae", channels=[0, 1, 2], sample_rate="500MHz")

#### 连接示意图：

graph TD;
    A(逻辑分析仪) --> B(电路板)
    B --> C(输出引脚)
    B --> D(地线引脚)

# 3. 准备工作及环境设置

- 3.1 硬件连接准备
- 准备一台计算机
- 准备一台逻辑分析仪
- 准备待调试的电路板
- 连接逻辑分析仪到电路板的UART接口

- 3.2 逻辑分析仪软件设置

在本节中，我们将介绍如何设置逻辑分析仪软件，以便正确捕获UART数据波形。首先，打开逻辑分析仪软件，并按照以下步骤进行设置：

1. 在软件界面中选择"新建项目"。
2. 选择UART作为捕获的协议类型。
3. 设置波特率和数据位参数，确保与待调试的设备配置一致。
4. 确认逻辑分析仪与计算机连接正常，并选择正确的通道。
5. 点击"开始捕获"按钮，开始接收并记录UART通信数据。

- 3.3 波特率匹配设置

在这一步中，需要确保逻辑分析仪捕获数据的波特率与待调试设备的波特率匹配，否则将无法正确捕获和解析数据。在设置过程中，需要留意以下几点：

| 待调试设备波特率 | 逻辑分析仪设置波特率 | 匹配情况 |
| --------------- | ------------------ | ------- |
| 9600 | 9600 | 匹配 |
| 115200 | 115200 | 匹配 |
| 460800 | 460800 | 匹配 |

代码示例：

def set_baud_rate(baud_rate):
    # 设置逻辑分析仪的波特率
    logic_analyzer.set_baud_rate(baud_rate)
    return f'Successfully set baud rate to {baud_rat