來源：公眾號【魚鷹談單片機】

作者：魚鷹Osprey

ID ：emOsprey

工作過程中，總是會遇到各種各樣的通信問題，除了掌握軟件知識，必要的硬件技能也必不可少，比如萬用表、示波器、邏輯分析儀等，如此才能做到精準定位，早點打卡下班~~

魚鷹根據個人多年的嵌入式開發經驗，在此斗膽總結一番，希望可以給一些新人提供排查方向。

在此，以串口通信為例，介紹排查步驟或方向：

紅色代表可能出錯的位置

1、示波器看波形

通信，不管是單向通信還是雙向通信，必然存在兩個器件，所以我們需要重點關注這兩個，而兩者之間必然存在物理連接--導線（無線除外），遇到通信問題，應該首先保證導線連接正常、電壓正常，如果這一點都沒有確定，直接跳過該步驟，很大可能做無用功，查來查去，最終可能查了一個寂寞。

串口雙向通信，一般會設計成主從方式，即一個主器件通過雙方約定好的協議主動向從機發起數據傳輸，并且從機永遠是被動應答。這樣保證在多從機通信的情況下，不會出現數據錯亂的情況（如果多個從機同時發送數據，可能造成交通擁堵，畢竟一個方向只有一條道）。

這種情況下，可以讓主機定時發送固定數據幀（比如版本查詢，這樣可以減少變量），通過查看示波器來確定從機是否有返回數據。

如此，我們可以確定兩個問題：

1、觀察主機發送引腳波形是否正常（串口平時一般為高電平，發數據時才會變化）、同時需要確定電壓是否正常、波特率可看可不看、具體傳輸數據也是，因為該階段只是從大的方向進行排查；

2、從機是否有回應。

這里又分為兩種情況：

1）從機沒有回應：

此時我們需要在接下來的排查步驟中確定幾個問題：

<1>從機發送功能是否正常？

<2>主機發送的數據從機是否已經正常接收？

<3>主機發送的數據協議是否正確。

2）從機有回應。

這種情況下，問題就比較簡單，重點排查上層協議即可（可以保證從機的收、發沒有問題）。

這里特別注意的是，波形測量位置一定是在最終點，而不是中間某個探測點或者模擬開關之類的器件。

比如，主機發送引腳，測量位置應該在從機芯片的接收引腳，而測量主機的接收則在主機芯片的接收引腳，才不會導致結果誤判。

2、根據波形情況，確定主從器件發送、接收功能

如果說步驟 1 發現主機沒有正常傳輸波形產生，就要根據情況再確定一些問題。

1、如果發現波形失真、變形、電壓不正常等情況，請呼叫硬件工程師一起排查。

2、主機芯片發送引腳可以看到波形，但從機接收引腳看不到，請使用萬用表確定是否虛焊接。相反方向也排查一遍。

3、主機或從機不能正常發送或接收。

如果你使用了 DMA 發送，又使用了《終極串口接收方式，極致效率》筆記介紹的方式接收，那么你可以從以下方向進行排查（其他更簡單的方式類似）：

1）發送、接收引腳時鐘是否開啟、輸入輸出模式是否配置正常，發送引腳一般復用輸出、接收一般上拉輸入（如果只是引腳配置錯誤，發送 DMA的 計數器會變化，但是沒有實際波形輸出）；

2）串口外設寄存器配置是否正常。如果全是 0 ，說時鐘沒有打開，或者未調用初始化函數，其次查看對應的 DMA 請求位（發送、接收，如果這個沒有開啟，DMA 計數器不會變化）、串口使能位等；波特率可以等發出波形再看，畢竟你現在連數據都沒有。

3）查看 DMA 配置是否正常，外設、內存地址寄存器、計數器、使能位、對應通道的傳輸標志位（F4 如果傳輸標志不清除，無法啟動下一次傳輸），總之把對應結構體的成員看一遍就對了，可能一個小配置錯了，就導致整個傳輸失敗。

4）如果是特殊引腳，看是否需要關閉默認功能，開啟普通 GPIO 功能

5）如果是復映射功能，查看對應的映射寄存器是否配置正確，配置時，可能需要開啟對應的時鐘。

以上排查方法對發送、接收都適合。排查后，可以通過短接 Tx、Rx 引腳的方式確定發送、接收是否異常。如果是單方向的，可以配合串口模塊測試。

終極殺招：

如果上述排查都沒有發現問題，還是失敗，要么換板子，要么換一個可以用的簡單例程修改后測試，此時可以對比例程調試模式下的寄存器配置（寄存器配置截圖后對比）。

另外， 排查時需要特別注意的是，不能只看代碼，不看實際寄存器的值。因為有的時候，代碼也可能有各種各樣的問題（比如時鐘如果沒有打開，那么即使有對應的配置代碼，你一個寄存器值也寫不進去），只有看最終寄存器的值才最安心。這里也多次強調了時鐘的重要性，不過一般這種問題很容易排查。

以上排查方向，配合魚鷹的調試系列文章，消化好！

3、協議問題

上述排查，應該基本解決了雙方通信問題的，即自發自收應該沒有問題。但不代表雙方就能夠正常通信了。

這里可能存在幾個問題：

1、雙方波特率設置不匹配（這個問題比較容易查，直接看波形或寄存器（寄存器可能還沒那么靠譜，外設一致可以）即可）

2、上層協議不匹配，比如 CRC 校驗有問題、幀頭定義有誤等等……

3、對方解析函數有問題。

這個時候，配合邏輯分析儀分析是最方便的，到底是從機問題還是主機問題一目了然，當然你直接在Tx、Rx上并上兩個串口模塊的 Rx 去接收串口數據也是可以的~~

以上排查步驟不一定按順序排查，但一般查看波形都是優先選擇。

4、其他通信

在此繼續介紹一下 SPI 通信可能出現的問題：

1、SPI 發送數據后，沒有延時即立刻開始接收（此時從機可能沒有反應過來，也就沒有數據輸出），SPI 的波形可能失真（通過示波器可以觀察出來），也可能波形挺好，但接收就是有問題；

2、 CS 控制時機不對，或者也可能需要延時一段時間。

3、SPI 波特率太高，導致器件無法識別。測試時最好使用最低波特率，但也不排除太低波特率反而不行的情況，所以多試試幾種。

總之，測試代碼應該要考慮最極端的情況（比如延時久一點，波特率慢一點），調通之后再優化這些參數，提高通信效率。

另外，如果有參考例程，可以直接對比例程輸出的波形進行修改，直到你的代碼輸出波形（注意，這里直接對比波形）和例程保持一致，如果還是有問題，那么換從機器件再試。當然，電源這里也一定要先確定沒有問題。

一般來說，只要 CS、CLK、MOSI 控制時序正確，器件的 MISO 引腳一定會有數據輸出（即使你沒有接主機的 MISO），如果你能看到 MISO 輸出波形，但主機還是沒有正確接收，那么就查主機的 MISO 引腳配置和延時情況了。

I2C 通信：

1、和 SPI 類似，查看時序問題

2、注意地址問題，有可能說明書的地址和實際的地址之間換算可能需要移位。

3、注意從機鎖死問題，傳輸前發幾個停止信號過去試試

來源：魚鷹談單片機

審核編輯：湯梓紅