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Como Ler Dados da Porta Serial: Guia Abrangente para Windows

Olga Weis Olga Weis

A leitura de dados da porta serial é importante para profissionais de diversas áreas. Os desenvolvedores de hardware e software, engenheiros e amadores podem precisar realizar uma análise de dados da porta COM em equipamentos com protocolos serial como RS232 ou RS485. Este guia aborda o uso de ferramentas especializadas de comunicação serial para ler os dados, otimizar as taxas de transferência de dados e resolver problemas para garantir uma comunicação mais confiável.

Conteúdo

  1. O que é Comunicação Serial?
  2. Como ler dados de uma porta serial?
  3. Principais recursos do Serial Port Reader para Windows.
    3.1 Como capturar dados da porta serial no Windows com o COM Port Reader?
    3.2 Solução de Problemas Avançada e Otimização
  4. Conexão e Sinais RS232
  5. Aplicativos que Precisam da Leitura de Dados Serial

O que é Comunicação Serial?


A comunicação serial consiste no envio de dados por um único fio, um bit de cada vez. É comumente usada em sistemas integrados, dispositivos periféricos antigos e equipamentos industriais. O protocolo RS232 é considerado um padrão na comunicação serial. Recentemente, os adaptadores USB para serial tornaram-se cada vez mais populares nos sistemas de computação modernos.

Como ler dados de uma porta serial?


  1. Configuração da Conexão Serial

    • ■ Verifique se o dispositivo serial está conectado ao computador usando a porta serial da máquina ou um adaptador USB para serial. Você pode obter o número da porta COM usando o gerenciador de dispositivos da máquina.
    • ■ Configure os parâmetros de comunicação para que coincidam com os do dispositivo serial. A comunicação eficaz requer parâmetros coincidentes, como taxa de transmissão, paridade e controle de fluxo.
  2. Selecione uma ferramenta de leitura de porta serial. Para monitorar e analisar os dados da porta serial, é necessário um software especializado. Serial Port Monitor é uma ferramenta eficiente para essa finalidade.

  3. Iniciar a Sessão de Monitoramento

    • ■ Inicie uma nova sessão de monitoramento após instalar e configurar o Serial Port Monitor. O software capturará os dados à medida que eles passam pela porta COM para que você possa monitorar a comunicação entre o dispositivo conectado e o computador.
  4. Leitura de Dados RS232 em Tempo Real

    • ■ A sessão de monitoramento coleta dados em tempo real à medida que são transferidos pela porta serial e os exibe no formato escolhido. Os dados podem ser exportados para análise offline como arquivos CSV, HTML ou TXT.
  5. Outras Ferramentas de Monitoramento de Porta Serial

    • ■ O pySerial oferece aos usuários do Python uma biblioteca de procedimentos para leitura de dados serial. Confira este vídeo tutorial do pySerial.
    • ■ O PuTTY é uma solução gratuita que permite ler os dados da porta serial. Aqui se encontra um tutorial em vídeo sobre o uso do PuTTY para monitorar a porta COM.

Software de Leitura de Porta Serial

COM Port Reader é uma ferramenta de software de nível profissional que deve ser sua primeira escolha ao procurar uma resposta para a pergunta de como ler dados das portas RS232. A ferramenta permite enviar comandos ou outras informações para dispositivos baseados em COM ou aplicativos RS232 em vários formatos (cadeia de caracteres, binário, octal, decimal, hexadecimal, misto). As respostas retornadas podem ser monitoradas e salvas em um único arquivo de log que emprega o método primeiro a entrar, primeiro a sair. Serial Port Reader também permite redirecionar a saída de porta serial para um arquivo ou na área de transferência, para que esteja disponível para análises adicionais a qualquer momento.
Serial Port Monitor logo

Serial Port Monitor


Requisitos: Windows Server 2012, Windows Server 2016, Windows Server 2019, Windows (32-bit and 64-bit): XP/2003/2008/Vista/7/8/10. 9.87MB espaço livre. Versão 9.5.589. (16/11/2023). 4.8 Classificação baseado em 345+ usuários, Сomentários(345)
Categoria: Communication Application
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Serial Port Monitor

Principais recursos do Serial Port Reader para Windows:


• Leitura da atividade da porta COM

Este utilitário de software permite ler dados RS232 de uma porta designada e monitorá-los, mesmo que outro aplicativo já a tenha aberto. Os dados serial capturados podem ser exibidos em vários formatos, e a oportunidade de monitoramento em tempo real é um ótimo recurso para a resolução de problemas.

Os dados recebidos podem ser salvos em um arquivo de sua escolha ou copiados para a área de transferência. A ferramenta exibe e arquiva os códigos de controle de entrada/saída (IOCTLs) junto com seus parâmetros completos. As sessões podem ser salvas pelo Com Port Reader e podem ser recarregadas, se necessário.

• Trabalhar com várias portas em uma sessão

Várias portas serial podem ser lidas simultaneamente pelo software. Esse recurso é muito útil ao comparar dados coletados de diferentes portas COM que estão interagindo com o mesmo aplicativo na sessão de monitoramento. Nesse caso, todos os dados são recebidos e armazenados em um único arquivo de log, primeiro a entrar, primeiro a sair.

• Várias visualizações para os dados detectados

Serial Port Reader permite escolher a maneira como os dados coletados são exibidos no seu computador. Estão disponíveis quatro visualizações diferentes: tabela, linha, despejo ou terminal. Você tem a opção de monitorar todos os modos de exibição ao mesmo tempo.

• Emulação da comunicação serial

Uma opção no modo terminal permite a transmissão de dados simulados de um aplicativo serial para uma porta COM monitorada. Vários formatos de dados, como cadeia de dados, binário, octal, decimal, hexadecimal ou misto, podem ser usados para testar a porta COM ou as reações do dispositivo conectado.

• Captura de dados Modbus

Os poderosos filtros do COM Port Reader permitem que você leia os dados serial transmitidos pelo Modbus RTU e Modbus ASCII. O utilitário é totalmente compatível com esses protocolos, bem como os empregados nas interfaces RS-232, RS-485 e RS-422.

• Troca de dados repetitiva

O envio do mesmo comando de um aplicativo serial para uma porta serial monitorada várias vezes pode fornecer uma imagem mais clara do comportamento da porta. Este utilitário de porta serial simplifica essa tarefa com um recurso de reprodução que pode exibir as diferenças entre as sessões automaticamente.

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Passos para capturar dados de porta serial no Windows com o COM Port Reader

Veja como ler os dados da porta serial e coletá-los usando o COM Port Reader. Primeiro, você precisa baixar a ferramenta, instalar e iniciá-la. Então você precisa iniciar uma sessão de monitoramento como esta:
1
No Serial Port Reader vá para o “Menu principal”, escolha “Sessão -> Nova sessão”. Como alternativa, você pode clicar no ícone “Novo” na barra de ferramentas principal ou pressionar “Ctrl + N”. Isso abre a tela “Nova sessão de monitoramento”.
Nova sessão
2
Selecione quais modos de exibição você deseja exibir durante sua sessão de monitoramento:

Modos de exibição do Serial Port Reader
Vista tabela – os IRPs gravados são exibidos no formato tabela
Vista linha – as solicitações passadas por uma linha serial específica são exibidas junto com detalhes
Vista despejo – mostra os dados transmitidos através da linha serial
Vista terminal – todos os dados recebidos são exibidos em caracteres ASCII em um console de texto.
Vista Modbus exibe dados Modbus recebidos e enviados (RTU e ASCII).

O botão “Selecionar tudo” e “Não selecionar nenhum” existem para simplificar suas seleções.
3
Escolha se você gostaria de “Iniciar o monitoramento agora” ou “Iniciar em uma nova janela” para o comportamento imediato de uma nova sessão.
Nova sessão Serial Port Reader
4
Em “Opções de captura” você pode especificar os eventos que deseja capturar – Criar/Fechar, Leitura/Gravação, Controle de Dispositivos.
5
Clique em "Iniciar monitoramento" para ativar a sessão. Uma nova janela de monitoramento será exibida.
6
Para salvar a sessão, no menu principal, selecione “Sessão -> Salvar sessão/Salvar sessão Como”. Como alternativa, você pode clicar no ícone “Salvar” na barra de ferramentas principal ou pressionar “Ctrl + S”.
Salvar sessão

Atribua um nome exclusivo à sua sessão para que você possa voltar a ele para análise posterior.

Solução de Problemas Avançada e Otimização

Solução de problemas comuns na comunicação serial

  • A corrupção de dados pode ser resultado de cabos ruins ou taxas de baud diferentes.
  • Dispositivos que não respondem são geralmente o resultado de configurações incorretas da porta COM e dos parâmetros. Alguns dispositivos podem exigir controle de fluxo para facilitar a transferência de dados.

Detecção e Correção de Erros

O uso de técnicas de detecção de erros, como a realização de uma Checagem de Redundância Cíclica (CRC) ou a verificação de bits de paridade, pode identificar erros de transmissão geralmente associados a cabos longos ou ambientes operacionais ruidosos.

Otimização da taxa de transmissão

A escolha da taxa de transmissão correta é fundamental para uma comunicação estável e confiável. Uma taxa de transmissão alta pode fornecer dados em um ritmo excessivamente rápido para que o dispositivo os processe com eficiência, resultando em corrupção ou perda de dados. O Serial Port Monitor permite que você experimente diferentes taxas de transmissão para otimizar a transferência de dados com seu dispositivo serial.

Conexão e Sinais RS232


• DTE e DCE


DTE significa Equipamento de Terminal de Dados. Um exemplo de DTE é um computador. DCE significa Equipamento de Comunicação de Dados. Um modem é um excelente exemplo de um DCE.

Um DTE normalmente vem com um Conector Macho, enquanto um DCE vem com um Conector Fêmea. Isso não é sempre o caso. Aqui está um teste simples para confirmar o tipo de dispositivo. Usando um voltímetro, meça os pinos 3 e 5 de um conector DB-9. Os dispositivos DTE indicarão uma voltagem de -3V a -15V. Os dispositivos DCE terão a voltagem no pino 2.

Nota: O resultado para um conector DB-25 é invertido (consulte a tabela de conversão DB-9 em DB-25 abaixo).

Conector DB-9

• Conversão DB-9 para DB-25

Conversão DB-9 para DB-25

• Conexões RS-232


Os cabos diretos são usados para conectar um DTE (por exemplo, computador) a um DCE (por exemplo, modem), com todos os sinais de um lado conectados aos sinais correspondentes do outro lado, em uma base individual correspondente. Para conectar dois dispositivos DTE diretamente sem modem no meio, é usado um cabo cruzado ou modem nulo. Esse tipo de cabo cruzado transmite e recebe sinais de dados entre os dois lados. Não há padrão e muitas variações de como os outros sinais de controle são conectados. Abaixo está um exemplo de um deles:

Conexões RS-232

• Sinais RS-232


Sinais RS-232

O gráfico acima ilustra uma forma de onda lógica RS-232 típica (Formato de dados: 1 bit de Início, 8 bits de Dados, Sem Paridade, 1 bit de Parada). A transmissão de dados começa com um bit de Inicio, seguido pelos bits de dados (LSB enviado primeiro e MSB enviado por último) e termina com um bit de "Parada”.

A tensão do Logic "1" (marca) está entre -3VDC e -15VDC, enquanto o Logic "0" (espaço) está entre +3VDC e +15VDC.

O RS-232 conecta o Terra de 2 dispositivos diferentes, que é a chamada conexão "Desbalanceada”. As conexões desbalanceadas têm uma limitação de distância de 50 pés (aproximadamente 15 metros) e são muito suscetíveis a ruídos.

Aplicativos que Precisam da Leitura de Dados Serial

Sistemas Integrados

Os sistemas integrados geralmente fornecem portas serial usadas pelos engenheiros para programar e depurar seus microcontroladores. Normalmente, os problemas de comunicação entre um microcontrolador e o computador são diagnosticados pela leitura dos dados serial. Um exemplo pode ser visto neste tutorial sobre leitura de dados serial no Arduino.

Automação Industrial

As instalações industriais utilizam geralmente a comunicação serial para controlar e monitorar os equipamentos usados em procedimentos automatizados. A análise de dados serial pode ser fundamental para diagnosticar os problemas e otimizar o desempenho do sistema. O feedback dos sensores de dados em tempo real pode ser usado para fazer ajustes rápidos nos parâmetros do maquinário para abordar condições variáveis em uma linha de montagem automatizada.


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Requisitos: Windows (32 bits e 64 bits): Vista/7/8/10/11, Windows Server 2008/2012/2016/2019/2022, Windows em ARM
Última versão: v9.5.589, Liberado 16/11/2023 Notas de versão
Categoria: Serial Port Software
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