初学者
10 分钟

使用XR34350和PIC32MZ1024EFH064无缝集成多种通信协议

将UART信号转换为RS-232、RS-422和RS-485的语言

RS Transceiver Click with PIC32MZ clicker

已发布 6月 27, 2024

点击板

RS Transceiver Click

开发板

PIC32MZ clicker

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

PIC32MZ1024EFH064

在通信标准的世界中,我们的 UART 解决方案充当了通用翻译器,使 UART 与 RS-232、RS-422 和 RS-485 接口之间的对话顺畅无阻。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

RS Transceiver Click 基于 MaxLinear 的 XR34350,这是一款具有内部终端和宽输出摆幅的 RS-232/RS-422/RS-485 串行收发器。它是一款先进的多协议收发器,具有双协议串行端口,支持 RS-232 或 RS-485/RS-422。RS-485/RS-422 模式在半双工和全双工配置中均具有一个驱动器和一个接收器(1TX/1RX),高速驱动器的操作速度高达 20Mbps。RS-485 和 RS-422 均为 2 线协议,其中 RS-485 可以有多个指挥设备和监听器,而 RS-422 只能有一个指挥设备和多个监听器。RS-232 模式具有三个驱动器和五个接收器(3TX/5RX),支持所有八个信号。在 RS-232 模式下,其数据速率可达 1Mbps。所有收发器驱动器在任何模式下均可限制到 250Kbps,从而将电磁干扰降至最低。XR34350 消除了在多个串行协议共

享单个连接器或一对线路时设计终端电阻的需要。它集成了终端电阻和开关控制,因此可以通过单个引脚将其切入和切出电路。RS-485/RS-422 接收器输入是高阻抗的,而 RS-232 接收器输入是下拉的,允许在单个通信总线上连接多达 256 个设备。RS Transceiver 使用标准 UART 接口与主 MCU 通信,通常使用的 UART RX 和 TX。此外,UART 流控制引脚 CTS 和 RTS 也可在 mikroBUS™ 插座上使用。收发器可以通过 RST 引脚复位,并可以通过 SLW 引脚激活限制。由于 mikroBUS™ 插座引脚有限,RS Transceiver 包括德州仪器的 TCA9536,这是一个带有配置寄存器的远程 4 位 IO 扩展器,为主 MCU 提供额外的四个 I/O。TCA9536 通过标准 I2C 串行接口与主 MCU 通信,支持高达 1MHz 的快速模式。使用此 I/O 扩展

器,可以通过收发器的 DIR1 引脚设置半双工或全双工模式。有两个模式引脚 MODE0 和 MODE1,可以用来选择环回模式、半双工 RS-485 模式 #1、RS-232 模式和全双工 RS-485/422 模式 #1 之间的一种模式。Term 引脚仅适用于半双工和全双工 RS-485/RS-422 模式,因为它启用内部终端电阻。此 Click board™ 上有两个额外的连接头。下方的连接头提供收发器的 GND、L1、L4、L6 和 L9 引脚,上方的连接头提供 RS-485 信号,用于测试全双工和半双工模式。这些信号也可在 DE-9 连接器上使用。此 Click board™ 可以通过 VCC SEL 跳线选择 3.3V 或 5V 逻辑电压电平进行操作。这样,3.3V 和 5V 的 MCU 都可以正确使用通信线路。此外,此 Click board™ 配备了包含易于使用的函数和示例代码的库,可用于进一步开发。

RS Transceiver Click hardware overview image

功能概述

开发板

PIC32MZ Clicker 是一款紧凑型入门开发板,它将 Click 板™的灵活性带给您喜爱的微控制器,使其成为实现您想法的完美入门套件。它配备了一款板载 32 位带有浮点单元的 Microchip PIC32MZ 微控制器,一个 USB 连接器,LED 指示灯,按钮,一个 mikroProg 连接器,以及一个用于与外部电子设备接口的头部。得益于其紧凑的设计和清晰易识别的丝网标记,它提供了流畅且沉浸式的工作体验,允许在任

何情况下、任何地方都能访问。PIC32MZ Clicker 开 发套件的每个部分都包含了使同一板块运行最高效的必要组件。除了可以选择 PIC32MZ Clicker 的编程方式,使用 USB HID mikroBootloader 或通过外部 mikroProg 连接器为 PIC,dsPIC 或 PIC32 编程外,Clicker 板还包括一个干净且调节过的开发套件电源供应模块。USB Micro-B 连接可以提供多达 500mA 的电流,这足以操作所有板载和附加模块。所有 

mikroBUS™ 本身支持的通信方法都在这块板上,包 括已经建立良好的 mikroBUS™ 插槽、重置按钮以及若干按钮和 LED 指示灯。PIC32MZ Clicker 是 Mikroe 生态系统的一个组成部分,允许您在几分钟内创建新的应用程序。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,它涵盖了原型制作的许多方面。

PIC32MZ clicker double side image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

建筑

PIC32

MCU 内存 (KB)

1024

硅供应商

Microchip

引脚数

64

RAM (字节)

524288

你完善了我!

配件

DB9 Cable Female-to-Female (2m) 电缆是建立设备之间可靠串行数据连接的必备工具。这条电缆两端均配有 DB9 母头连接器,使其能够在计算机、路由器、交换机和其他串行设备之间实现无缝连接。电缆长度为 2 米,提供灵活的布置选项而不会影响数据传输质量。该电缆经过精密制作,确保一致且可靠的数据交换,适用于工业应用、办公环境和家庭设置。无论是配置网络设备、访问控制台端口,还是使用串行外设,这条电缆的耐用结构和坚固连接器都能保证稳定的连接。使用 2 米 DB9 母对母电缆简化您的数据通信需求,这是一个高效解决方案,旨在轻松高效地满足您的串行连接要求。

RS Transceiver Click accessories image

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

NC
NC
AN
Reset
RE5
RST
UART RTS
RG9
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
Slew Rate Limiting
RB3
PWM
UART CTS
RB5
INT
UART TX
RB2
TX
UART RX
RB0
RX
I2C Clock
RD10
SCL
I2C Data
RD9
SDA
Power Supply
5V
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

RS Transceiver Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

PIC32MZ clicker front image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以PIC32MZ clicker作为您的开发板开始。

PIC32MZ clicker front image hardware assembly
GNSS2 Click front image hardware assembly
Prog-cut hardware assembly
GNSS2 Click complete accessories setup image hardware assembly
Micro B Connector Clicker Access - upright/background hardware assembly
Necto image step 2 hardware assembly
Necto image step 3 hardware assembly
Necto image step 4 hardware assembly
Necto image step 5 hardware assembly
Necto image step 6 hardware assembly
Flip&Click PIC32MZ MCU step hardware assembly
Necto No Display image step 8 hardware assembly
Necto image step 9 hardware assembly
Necto image step 10 hardware assembly
Debug Image Necto Step 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

该库包含 RS Transceiver Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • rstransceiver_set_op_mode - RS 收发器设置操作模式功能。

  • rstransceiver_mode_full_duplex - RS 收发器设置全双工模式功能。

  • rstransceiver_device_enable - RS 收发器启用设备功能。

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 RS Transceiver Click example
 *
 * # Description
 * This example reads and processes data from RS Transceiver Click board™.
 * The library also includes a function for selecting the desired operating mode, 
 * enabling/disabling the receiver or driver and data writing or reading.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initialization of I2C and UART module and log UART.
 * After driver initialization, default settings turn on the device.
 *
 * ## Application Task
 * This example demonstrates the use of the RS Transceiver Click board™.
 * The app shows the device configured in loopback mode,
 * sends a "MikroE" message, reads the received data and parses it.
 * Results are being sent to the UART Terminal, where you can track their changes.
 *
 * @author Nenad Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "rstransceiver.h"

#define DEMO_MESSAGE "\r\nMikroE\r\n"
#define PROCESS_BUFFER_SIZE 20

static rstransceiver_t rstransceiver;
static log_t logger;

static char app_buf[ PROCESS_BUFFER_SIZE ] = { 0 };

void application_init ( void ) 
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    rstransceiver_cfg_t rstransceiver_cfg;  /**< Click config object. */

    /** 
     * 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 );
    log_info( &logger, " Application Init " );

    // Click initialization.
    rstransceiver_cfg_setup( &rstransceiver_cfg );
    RSTRANSCEIVER_MAP_MIKROBUS( rstransceiver_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( I2C_MASTER_ERROR == rstransceiver_init( &rstransceiver, &rstransceiver_cfg ) ) 
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
    Delay_ms( 100 );
    
    if ( RSTRANSCEIVER_ERROR == rstransceiver_default_cfg ( &rstransceiver ) )
    {
        log_error( &logger, " Default configuration." );
        for ( ; ; );
    }
    
    log_info( &logger, " Application Task " );
    Delay_ms( 100 );
}

void application_task ( void ) 
{
    if ( 0 < rstransceiver_generic_write( &rstransceiver, DEMO_MESSAGE, strlen( DEMO_MESSAGE ) ) )
    {
        if ( 0 < rstransceiver_generic_read( &rstransceiver, app_buf, strlen( DEMO_MESSAGE ) ) )
        {
            log_printf( &logger, "%s", app_buf );
            memset( app_buf, 0, PROCESS_BUFFER_SIZE );
            Delay_ms( 2000 );
        }
    }
}

void main ( void ) 
{
    application_init( );

    for ( ; ; ) 
    {
        application_task( );
    }
}

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

额外支持

资源

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