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一.RS485工作原理
简介
RS-485是美国电子工业协会EIA在1983年批准了一个新的平衡传输标准balanced transmission standardEIA一开始将RSRecommended Standard做为标准的前缀不过后来为了便于识别标准的来源已将RS改为EIA/TIA。目前标准名称为TIA-485但工程师及应用指南仍继续使用RS-485来称呼此标准。
RS-485仅是一个电气标准描述了接口的物理层像协议、时序、串行或并行数据以及链路全部由设计者或更高层协议定义。 RS-485定义的是使用平衡也称作差分多点传输线的驱动器driver和接收器receiver的电气特性。
关键特性
差分传输增加噪声抗扰度减少噪声辐射 长距离链路最长可达4000英尺约1219米 数据速率高达10Mbps40英寸内约12.2米 同一总线可以连接多个驱动器和接收器 宽共模范围允许驱动器和接收器之间存在地电位差异允许最大共模电压-7-12V
信号电平
RS-485能够进行远距离传输主要得益于使用差分信号进行传输当有噪声干扰时仍可以使用线路上两者差值进行判断使传输数据不受噪声干扰。 RS-485差分线路包括以下2个信号
A非反向non-inverting信号 B反向inverting信号
也可能会有第3个信号为了平衡线路正常动作要求所有平衡线路上有一个共同参考点称为SC或者G。该信号可以限制接收端收到的共模信号收发器会以此信号作为基准值来测量AB线路上的电压。RS-485标准中提到
若是MARK逻辑1线路B信号电压比线路A高若是SPACE逻辑0线路A信号电压比线路B高
注不同的IC使用的信号标示方式不同不过EIA的标准中只使用A和B的名称。数据为1时信号B会比信号A要高。不过因为标准其中也提到信号A是“非反向信号”信号B是“反向信号”。因此信号A、B的定义就更容易混淆了许多组件制造商错误的依循了这个A/B的命名原则所以具体定义需要实际参考设计厂家芯片手册。 为了不引起分歧一种常用的命名方式是
TX / RX 或D来代替B信号1时为高电平TX- / RX- 或D-来代替A信号0时为低电平
下图列出在RS-485利用“异步开始-停止”方式发送一个字符0xD3最低比特先发送时U端子及 U−端子上的电压变化。 更多原理讲解可以看看参考
实验环境
软件环境
STM32CUBEMX -6.9.0 KEIL 5.38
硬件环境
串口转485电路 串口/RS485转USB转换器方便调试与串口转485接线
A - AB - BVCC - 5VGND - GND
STM32H723ZGT6开发板与串口转485接线
PB6 - RXDPB7 - TXDPB5 - 485T/R
MX配置
板子、时钟、调试之类的配置就不说了具体可以看看这篇 STM32CUBEMX配置ADC(多通道轮询)(STM32H7)–保姆级教程 这里只说一下RS485的具体配置 1.配置USART1作为我们连接RS485的接口 2.配置PB5为我们RS485收发的控制引脚 3.打开串口中断并配置优先级
驱动编写
usart.h 加入接收缓冲区
/* USER CODE BEGIN Private defines */
#define USART1_RXBUFFERSIZE 1 //每次接收1个数据进入一次中断
#define USART1_REC_LEN 200 //定义最大接收字节数 200#define RS485DIR_TX HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_5,GPIO_PIN_SET);//定义我们的控制引脚为发送状态
#define RS485DIR_RX HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_5,GPIO_PIN_RESET);//定义我们的控制引脚为接收状态
/* USER CODE END Private defines */usart.c
/* USER CODE BEGIN 0 */
#include stdio.h
#include stdarg.h
extern unsigned char USART1_aRxBuffer[USART1_RXBUFFERSIZE];//HAL库使用的串口接收缓冲
extern unsigned char USART1_RX_BUF[USART1_REC_LEN]; //接收缓冲,最大USART_REC_LEN个字节.
/* USER CODE END 0 */在初始化中加入
HAL_UART_Receive_IT(huart1, (unsigned char *)USART1_aRxBuffer, USART1_RXBUFFERSIZE);//此处为添加的这是为了将接收到的数据放到我们的数组中USART1_aRxBuffer存入的数组 USART1_RXBUFFERSIZE一次存入的大小
stm32h7xx_it.c 编写中断和回调函数
unsigned short USART1_RX_STA 0; //接收状态标记
unsigned char USART1_aRxBuffer[USART1_RXBUFFERSIZE];//HAL库使用的串口接收缓冲
unsigned char USART1_RX_BUF[USART1_REC_LEN]; //接收缓冲,最大USART_REC_LEN个字节.void USART1_IRQHandler(void)
{/* USER CODE BEGIN USART1_IRQn 0 */unsigned int timeout0;unsigned int maxDelay0x1FFFF;/* USER CODE END USART1_IRQn 0 */HAL_UART_IRQHandler(huart1);/* USER CODE BEGIN USART1_IRQn 1 */timeout0;while (HAL_UART_GetState(huart1)!HAL_UART_STATE_READY)//等待就绪{timeout;//超时处理if(timeoutmaxDelay) break; }timeout0;while(HAL_UART_Receive_IT(huart1,(unsigned char *)USART1_aRxBuffer, USART1_RXBUFFERSIZE)!HAL_OK)//一次处理完成之后重新开启中断并设置RxXferCount为1{timeout; //超时处理if(timeoutmaxDelay) break; }/* USER CODE END USART1_IRQn 1 */
}void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
{if(huart-InstanceUSART1)//如果是串口1{if((USART1_RX_STA0x8000)0)//接收未完成{if(USART1_RX_STA0x4000)//接收到了0x0d{if(USART1_aRxBuffer[0]!0x0a)USART1_RX_STA0;//接收错误,重新开始else USART1_RX_STA|0x8000; //接收完成了 }else //还没收到0X0D{ if(USART1_aRxBuffer[0]0x0d)USART1_RX_STA|0x4000;else{USART1_RX_BUF[USART1_RX_STA0X3FFF]USART1_aRxBuffer[0] ;USART1_RX_STA;if(USART1_RX_STA(USART1_REC_LEN-1))USART1_RX_STA0;//接收数据错误,重新开始接收 } }}}
}main.c 编写测试代码
//RS485串口
extern unsigned short USART1_RX_STA; //接收状态标记
extern unsigned char USART1_RX_BUF[USART1_REC_LEN];//接收字符串缓冲区
extern unsigned char USART1_aRxBuffer[USART1_RXBUFFERSIZE];//HAL库使用的串口接收缓冲
while(1)
{if(USART1_RX_STA0x8000){ lenUSART1_RX_STA0x3fff;//得到此次接收到的数据长度RS485DIR_TX;//拉高PB5更改RS485模式为发送HAL_UART_Transmit(huart1,(uint8_t*)message,sizeof(message),1000); //发送提示信息while(__HAL_UART_GET_FLAG(huart1,UART_FLAG_TC)!SET); //等待发送结束HAL_UART_Transmit(huart1,(uint8_t*)USART1_RX_BUF,len,1000); //发送接收到的数据while(__HAL_UART_GET_FLAG(huart1,UART_FLAG_TC)!SET); //等待发送结束RS485DIR_RX;//拉低PB5更改RS485模式为接收USART1_RX_STA0;if(USART1_RX_BUF[0] 1) HAL_GPIO_TogglePin(GPIOA,GPIO_PIN_10);}
}调试结果 这里就简单实现了一个发什么收什么然后再把收到的数据发回来的实验代码的编写和普通的串口没有什么区别只是多了一个串口转485的模块一般的USB转串口是用不了的得用USB转串口/485才行。
参考
RS485-详解
