標題: STM32的RS485通信實驗詳解 [打印本頁]
作者: 小徐    時間: 2018-12-17 15:52
標題: STM32的RS485通信實驗詳解
41.1 RS-485通訊協(xié)議簡介

與CAN類似，RS-485是一種工業(yè)控制環(huán)境中常用的通訊協(xié)議，它具有抗干擾能力強、傳輸距離遠的特點。RS-485通訊協(xié)議由RS-232協(xié)議改進而來，協(xié)議層不變，只是改進了物理層，因而保留了串口通訊協(xié)議應(yīng)用簡單的特點。
41.1.1 RS-485的物理層

從《CAN—通訊實驗》章節(jié)中了解到，差分信號線具有很強的干擾能力，特別適合應(yīng)用于電磁環(huán)境復(fù)雜的工業(yè)控制環(huán)境中，RS-485協(xié)議主要是把RS-232的信號改進成差分信號，從而大大提高了抗干擾特性，它的通訊網(wǎng)絡(luò)示意圖見圖 411。

對比CAN通訊網(wǎng)絡(luò)，可發(fā)現(xiàn)它們的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)組成是類似的，每個節(jié)點都是由一個通訊控制器和一個收發(fā)器組成，在RS-485通訊網(wǎng)絡(luò)中，節(jié)點中的串口控制器使用RX與TX信號線連接到收發(fā)器上，而收發(fā)器通過差分線連接到網(wǎng)絡(luò)總線，串口控制器與收發(fā)器之間一般使用TTL信號傳輸，收發(fā)器與總線則使用差分信號來傳輸。發(fā)送數(shù)據(jù)時，串口控制器的TX信號經(jīng)過收發(fā)器轉(zhuǎn)換成差分信號傳輸?shù)娇偩�上，而接收數(shù)據(jù)時，收發(fā)器把總線上的差分信號轉(zhuǎn)化成TTL信號通過RX引腳傳輸?shù)酱诳刂破髦小?br />
RS-485通訊網(wǎng)絡(luò)的最大傳輸距離可達1200米，總線上可掛載128個通訊節(jié)點，而由于RS-485網(wǎng)絡(luò)只有一對差分信號線，它使用差分信號來表達邏輯，當(dāng)AB兩線間的電壓差為-6V~-2V時表示邏輯1，當(dāng)電壓差為+2V~+6V表示邏輯0，在同一時刻只能表達一個信號，所以它的通訊是半雙工形式的，它與RS-232通訊協(xié)議的特性對比見圖 411。

表 411 RS-232/422/485 標準對比


RS-485與RS-232的差異只體現(xiàn)在物理層上，它們的協(xié)議層是相同的，也是使用串口數(shù)據(jù)包的形式傳輸數(shù)據(jù)。而由于RS-485具有強大的組網(wǎng)功能，人們在基礎(chǔ)協(xié)議之上還制定了MODBUS協(xié)議，被廣泛應(yīng)用在工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)中。此處說的基礎(chǔ)協(xié)議是指前面串口章節(jié)中講解的，僅封裝了基本數(shù)據(jù)包格式的協(xié)議(基于數(shù)據(jù)位)，而MODBUS協(xié)議是使用基本數(shù)據(jù)包組合成通訊幀格式的高層應(yīng)用協(xié)議(基于數(shù)據(jù)包或字節(jié))。感興趣的讀者可查找MODBUS協(xié)議的相關(guān)資料了解。
由于RS-485與RS-232的協(xié)議層沒有區(qū)別，進行通訊時，我們同樣是使用STM32的USART外設(shè)作為通訊節(jié)點中的串口控制器，再外接一個RS-485收發(fā)器芯片把USART外設(shè)的TTL電平信號轉(zhuǎn)化成RS-485的差分信號即可。
41.2 RS-485—雙機通訊實驗本小節(jié)演示如何使用STM32的USART控制器與MAX485收發(fā)器，在兩個設(shè)備之間使用RS-485協(xié)議進行通訊，本實驗中使用了兩個實驗板，無法像CAN實驗?zāi)菢邮褂没丨h(huán)測試(把STM32 USART外設(shè)的TXD引腳使用杜邦線連接到RXD引腳可進行自收發(fā)測試，不過這樣的通訊不經(jīng)過RS-485收發(fā)器，跟普通TTL串口實驗沒有區(qū)別)，本教程主要以"USART—485通訊"工程進行講解。




圖 412 雙CAN通訊實驗硬件連接圖
圖 4016中的是兩個實驗板的硬件連接。在單個實驗板中，作為串口控制器的STM32從USART外設(shè)引出TX和RX兩個引腳與RS-485收發(fā)器MAX485相連，收發(fā)器使用它的A和B引腳連接到RS-485總線網(wǎng)絡(luò)中。為了方便使用，我們每個實驗板引出的A和B之間都連接了1個120歐的電阻作為RS-485總線的端電阻，所以要注意如果您要把實驗板作為一個普通節(jié)點連接到現(xiàn)有的RS-485總線時，是不應(yīng)添加該電阻的！
由于485只能以半雙工的形式工作，所以需要切換狀態(tài)，MAX485芯片中有"RE"和"DE"兩個引腳，用于控制485芯片的收發(fā)工作狀態(tài)的，當(dāng)RE引腳為低電平時，485芯片處于接收狀態(tài)，當(dāng)DE引腳為高電平時芯片處于發(fā)送狀態(tài)。實驗板中使用了STM32的PD11直接連接到這兩個引腳上，所以通過控制PD11的輸出電平即可控制485的收發(fā)狀態(tài)。
要注意的是，由于我們的實驗板485使用的信號線與液晶屏共用了，為防止干擾，平時我們默認是不給485收發(fā)器供電的，使用485的時候一定要把485接線端子旁邊的"C/4-5V"排針使用跳線帽與"5V"排針連接起來進行供電，并且把液晶屏從板子上拔下來；而又由于實驗板的RS-232與RS-485通訊實驗都使用STM32的同一個USART外設(shè)及收發(fā)引腳，實驗時注意必須要把STM32的"PD5引腳"與MAX485的"485_D"及"PD6"與"485_R"使用跳線帽連接起來(這些信號都在485接線端子旁邊的排針上)。
要實現(xiàn)通訊，我們還要使用導(dǎo)線把實驗板引出的A和B兩條總線連接起來，才能構(gòu)成完整的網(wǎng)絡(luò)。實驗板之間A與A連接，B與B連接即可。
41.2.2 軟件設(shè)計為了使工程更加有條理，我們把RS485控制相關(guān)的代碼獨立分開存儲，方便以后移植。在"串口實驗"之上新建"bsp_485.c"及"bsp_485.h"文件，這些文件也可根據(jù)您的喜好命名，它們不屬于STM32標準庫的內(nèi)容，是由我們自己根據(jù)應(yīng)用需要編寫的。這個實驗的底層STM32驅(qū)動與串口控制區(qū)別不大，上層實驗功能上與CAN實驗類似。
1.    編程要點
(1)    初始化485通訊使用的USART外設(shè)及相關(guān)引腳；
(2)    編寫控制MAX485芯片進行收發(fā)數(shù)據(jù)的函數(shù)；
(3)    編寫測試程序，收發(fā)數(shù)據(jù)。
2.    代碼分析485硬件相關(guān)宏定義我們把485硬件相關(guān)的配置都以宏的形式定義到"bsp_485.h"文件中，見代碼清單 242。
代碼清單 411 485硬件配置相關(guān)的宏(bsp_485.h文件)


RS485通信實驗.zip

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tx
作者: weixinzhuyirooc    時間: 2019-2-18 10:26
你的代碼和帖子內(nèi)容不一致，是這個帖子的代碼
http://www.torrancerestoration.com/bbs/dpj-137780-1.html
作者: 啦啦啦啦1134    時間: 2020-5-29 16:33
很棒的設(shè)計分享
作者: chenziqiang    時間: 2020-6-2 08:56
RS-485具有強大的組網(wǎng)功能，人們在基礎(chǔ)協(xié)議之上還制定了MODBUS協(xié)議。



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