初学者
10 分钟

使用ADM485和TM4C129ENCZAD轻松连接和控制远程设备。

从传统到传奇:RS485-UART转换。

RS485 Click 5V with Fusion for Tiva v8

已发布 6月 24, 2024

点击板

RS485 Click 5V

开发板

Fusion for Tiva v8

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

TM4C129ENCZAD

完美定制,满足您的低功耗 RS485 数据通信需求,确保在各种应用中的兼容性和可靠性。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

RS485 Click 5V 基于 Analog Devices 的低功耗 EIA RS-485 收发器 ADM485。它是一个三态差分线驱动器和差分输入线接收器,旨在用作物理层设备(常称为 PHY),为 MCU TTL 级 UART 线路与 RS422/485 总线提供物理接口。它非常适合使用双绞差分信号对传输较小数据块至远距离,允许半双工异步通信。ADM485 收发器包含独立的驱动器和接收器部分,使用驱动器使能和接收器使能引脚来启用相应的部分。驱动器部分将 UART RX 线路接收到的信号驱动至 RS422/485 总线,而接收器部分则将总线数据通过 UART TX 线路返回给 MCU。RS422/485 标准仅规定了发射器和接收器的电气特性,并未规定或推荐任何通信协议,仅涉及物理层。因此,可以使用选择的顶层通信协议,如 MODBUS 或类似协议。因此,RS485 Click 5V 提供了 UART RX 和 TX 引脚,分别路由至相应的 mikroBUS™ TX 和 RX UART 引

脚。MCU 使用这些引脚以用户协议确定的形式将数据 发送到 RS485 总线。ADM485 IC 支持高达 5 Mbps 的通信数据率。然而,总线长度决定了最大传输速度:更长的总线线路将导致传输速度降低。RS422/RS485 总线需要在两端使用等于所用电缆特性阻抗的电阻进行终端(所谓的并联终端),以防止线路反射。RS485 标准规定使用双绞线作为数据总线。双绞线倾向于消除共模噪声,并取消由每条线上的电流产生的磁场,从而减少线对的有效电感。此 Click 板™ 配备了一个跳线,可用于在总线线路之间配置 120Ω 的终端电阻。它还配备了另外两个标有 BIAS ENABLE 的跳线。这些跳线通过在总线差分线与 VCC/GND 之间使用上拉和下拉电阻启用总线偏置,以防止在总线上没有启用驱动器时的某些故障情况,此外还有现有的 IC 保护。RS485 Click 5V 使用标准的 2 线 UART 接口与主机 MCU 通信,常用的 

UART RX 和 TX 线。ADM485 的接收器输出使能(RE)和驱动器输出使能(DE)引脚已连接在一起,并路由到 mikroBUS™ 插座的 R/T 引脚。当悬空时,下拉电阻决定了这些引脚的状态,因此您必须通过写入高逻辑状态来启用设备。注意 DE 和 RE 引脚使用相反的信号极性作为激活状态,使得可以用单个 MCU 引脚驱动它们。当 R/T 引脚应用高逻辑电平时,发射器被激活,同时接收器被停用——反之亦然。在此配置中,R/T 引脚充当通信方向引脚。此 Click 板™ 只能在 5V 逻辑电压水平下操作。在使用具有不同逻辑水平的 MCU 之前,板必须执行适当的逻辑电压水平转换。此外,这款 Click 板™ 配备了一个包含易于使用的功能和示例代码的库,可用作进一步开发的参考。

RS485 Click 5V hardware overview image

功能概述

开发板

Fusion for TIVA v8 是一款专为快速开发嵌入式应用的需求而特别设计的开发板。它支持广泛的微控制器,如不同的32位ARM® Cortex®-M基础MCUs,来自Texas Instruments,无论它们的引脚数量如何,并且具有一系列独特功能,例如首次通过WiFi网络实现的嵌入式调试器/程序员。开发板布局合理,设计周到,使得最终用户可以在一个地方找到所有必要的元素,如开关、按钮、指示灯、连接器等。得益于创新的制造技术,Fusion for TIVA v8 提供了流畅而沉浸式的工作体验,允许在任何情况下、任何地方、任何

时候都能访问。Fusion for TIVA v8开发板的每个部分都包含了使同一板块运行最高效的必要组件。一个先进的集成CODEGRIP程序/调试模块提供许多有价值的编程/调试选项,包括对JTAG、SWD和SWO Trace(单线输出)的支持,并与Mikroe软件环境无缝集成。此外,它还包括一个干净且调节过的开发板电源供应模块。它可以使用广泛的外部电源,包括电池、外部12V电源供应和通过USB Type-C(USB-C)连接器的电源。通信选项如USB-UART、USB HOST/DEVICE、CAN(如果MCU卡支持的话)和以

太网也包括在内。此外,它还拥有广受好评的 mikroBUS™标准,为MCU卡提供了标准化插座(SiBRAIN标准),以及两种显示选项,用于TFT板线产品和基于字符的LCD。Fusion for TIVA v8 是Mikroe快速开发生态系统的一个组成部分。它由Mikroe软件工具原生支持,得益于大量不同的Click板™(超过一千块板),其数量每天都在增长,它涵盖了原型制作和开发的许多方面。

Fusion for Tiva v8 horizontal image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

类型

8th Generation

建筑

ARM Cortex-M4

MCU 内存 (KB)

1024

硅供应商

Texas Instruments

引脚数

212

RAM (字节)

262144

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

NC
NC
AN
NC
NC
RST
NC
NC
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
NC
NC
3.3V
Ground
GND
GND
Receive/Transmit
PD0
PWM
NC
NC
INT
UART TX
PA1
TX
UART RX
PA0
RX
NC
NC
SCL
NC
NC
SDA
Power Supply
5V
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

RS485 Click 5V Schematic schematic

一步一步来

项目组装

Fusion for PIC v8 front image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以Fusion for Tiva v8作为您的开发板开始

Fusion for PIC v8 front image hardware assembly
GNSS2 Click front image hardware assembly
SiBRAIN for PIC32MZ1024EFK144 front image hardware assembly
GNSS2 Click complete accessories setup image hardware assembly
v8 SiBRAIN Access MB 1 - upright/background hardware assembly
Necto image step 2 hardware assembly
Necto image step 3 hardware assembly
Necto image step 4 hardware assembly
NECTO Compiler Selection Step Image hardware assembly
NECTO Output Selection Step Image hardware assembly
Necto image step 6 hardware assembly
Necto image step 7 hardware assembly
Necto image step 8 hardware assembly
Necto image step 9 hardware assembly
Necto image step 10 hardware assembly
Necto PreFlash Image hardware assembly

实时跟踪您的结果

应用程序输出

1. 应用程序输出 - 在调试模式下,“应用程序输出”窗口支持实时数据监控,直接提供执行结果的可视化。请按照提供的教程正确配置环境,以确保数据正确显示。

2. UART 终端 - 使用UART Terminal通过USB to UART converter监视数据传输,实现Click board™与开发系统之间的直接通信。请根据项目需求配置波特率和其他串行设置,以确保正常运行。有关分步设置说明,请参考提供的教程

3. Plot 输出 - Plot功能提供了一种强大的方式来可视化实时传感器数据,使趋势分析、调试和多个数据点的对比变得更加直观。要正确设置,请按照提供的教程,其中包含使用Plot功能显示Click board™读数的分步示例。在代码中使用Plot功能时,请使用以下函数:plot(insert_graph_name, variable_name);。这是一个通用格式,用户需要将“insert_graph_name”替换为实际图表名称,并将“variable_name”替换为要显示的参数。

软件支持

库描述

此库包含 RS485 Click 5V 驱动程序的 API。

关键功能:

  • rs4855v_generic_read - 此功能通过使用 UART 串行接口读取所需数量的数据字节。

  • rs4855v_send_command - 此功能通过使用 UART 串行接口发送命令。

开源

代码示例

完整的应用程序代码和一个现成的项目可以通过NECTO Studio包管理器直接安装到NECTO Studio 应用程序代码也可以在MIKROE的GitHub账户中找到。

/*!
 * @file main.c
 * @brief RS485 5V Click Example.
 *
 * # Description
 * This example reads and processes data from RS485 5V clicks.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initializes driver and wake-up module.
 *
 * ## Application Task
 * Reads the received data and parses it.
 *
 * ## Additional Function
 * - static void rs4855v_clear_current_rsp_buf ( void ) - The general process of clearing buffer.
 * - static void rs4855v_process ( void ) - The general process of collecting the received data.
 * @author Stefan Ilic
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "rs4855v.h"
#include "string.h"

#define PROCESS_COUNTER 10
#define PROCESS_RX_BUFFER_SIZE 100
#define PROCESS_PARSER_BUFFER_SIZE 100

// ------------------------------------------------------------------ VARIABLES

//#define DEMO_APP_RECEIVER
#define DEMO_APP_TRANSMITTER

static rs4855v_t rs4855v;
static log_t logger;

static char current_rsp_buf[ PROCESS_PARSER_BUFFER_SIZE ];
static uint8_t send_data_cnt = 0; 

unsigned char demo_message[ 9 ] = { 'M', 'i', 'k', 'r', 'o', 'E', 13, 10, 0 };
// ------------------------------------------------------- ADDITIONAL FUNCTIONS

static void rs4855v_clear_current_rsp_buf ( void ) {
    memset( current_rsp_buf, 0, PROCESS_PARSER_BUFFER_SIZE );
}

static void rs4855v_process ( void ) {
    int16_t rsp_size;
    uint16_t rsp_cnt = 0;

    char uart_rx_buffer[ PROCESS_RX_BUFFER_SIZE ] = { 0 };
    uint8_t check_buf_cnt;
    uint8_t process_cnt = PROCESS_COUNTER;

    // Clear parser buffer
    memset( current_rsp_buf, 0 , PROCESS_PARSER_BUFFER_SIZE ); 

    while( process_cnt != 0 ) {
        rsp_size = rs4855v_generic_read( &rs4855v, &uart_rx_buffer, PROCESS_RX_BUFFER_SIZE );

        if ( rsp_size > 0 ) {  
            // Validation of the received data
            for ( check_buf_cnt = 0; check_buf_cnt < rsp_size; check_buf_cnt++ ) {
                if ( uart_rx_buffer[ check_buf_cnt ] == 0 ) {
                    uart_rx_buffer[ check_buf_cnt ] = 13;
                }
            }
            // Storages data in parser buffer
            rsp_cnt += rsp_size;
            if ( rsp_cnt < PROCESS_PARSER_BUFFER_SIZE ) {
                strncat( current_rsp_buf, uart_rx_buffer, rsp_size );
            }
            
            // Clear RX buffer
            memset( uart_rx_buffer, 0, PROCESS_RX_BUFFER_SIZE );
        } 
        else {
            process_cnt--;
            
            // Process delay 
            Delay_ms( 100 );
        }
    }
}

// ------------------------------------------------------ APPLICATION FUNCTIONS

void application_init ( void ) {
    log_cfg_t log_cfg;
    rs4855v_cfg_t cfg;

    /** 
     * Logger initialization.
     * Default baud rate: 115200
     * Default log level: LOG_LEVEL_DEBUG
     * @note If USB_UART_RX and USB_UART_TX 
     * are defined as HAL_PIN_NC, you will 
     * need to define them manually for log to work. 
     * See @b LOG_MAP_USB_UART macro definition for detailed explanation.
     */
    LOG_MAP_USB_UART( log_cfg );
    log_init( &logger, &log_cfg );

    //  Click initialization.

    rs4855v_cfg_setup( &cfg );
    RS4855V_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    rs4855v_init( &rs4855v, &cfg );
    log_info( &logger, " Application Task " );
    Delay_ms( 100 );
    
#ifdef DEMO_APP_TRANSMITTER
    log_printf( &logger, "------------------\r\n" );
    log_printf( &logger, "    Send data:    \r\n" );
    log_printf( &logger, "      MikroE      \r\n" );
    log_printf( &logger, "------------------\r\n" );
    log_printf( &logger, "  Transmit data   \r\n" );
    Delay_ms( 1000 );

#endif
    
#ifdef DEMO_APP_RECEIVER 
    log_printf( &logger, "------------------\r\n" );

    log_printf( &logger, "   Receive data  \r\n" );
    Delay_ms( 2000 );
#endif
        
    log_printf( &logger, "------------------\r\n" );
}

void application_task ( void ) {  
#ifdef DEMO_APP_RECEIVER 
    
    rs4855v_process( );
    if ( current_rsp_buf > 0 ) {
        log_printf( &logger, "%s", current_rsp_buf );
        rs4855v_clear_current_rsp_buf( );
    }
    
#endif 

#ifdef DEMO_APP_TRANSMITTER
      
    rs4855v_send_command( &rs4855v, &demo_message[ 0 ] );
    log_printf( &logger, "\t%s",  &demo_message[ 0 ] );
    Delay_ms( 2000 );
    log_printf( &logger, "------------------\r\n" ); 
    
#endif   
}

int main ( void ) 
{
    application_init( );
    
    for ( ; ; ) 
    {
        application_task( );
    }

    return 0;
}

// ------------------------------------------------------------------------ END

额外支持

资源

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