中级
30 分钟

使用ADM2867E和MK64FN1M0VDC12发现全双工RS-485接口的增强安全性

数据完整性的无声守护者

RS485 Isolator 2 Click with Clicker 2 for Kinetis

已发布 6月 27, 2024

点击板

RS485 Isolator 2 Click

开发板

Clicker 2 for Kinetis

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

MK64FN1M0VDC12

完全隔离和全双工通信——这种组合解锁了无缝数据交换,无需任何妥协。了解如何通过RS485收发器实现这一点。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

RS485 Isolator 2 Click基于Analog Devices的ADM2867E。它包括一个灵活的集成DC-DC转换器,优化用于低辐射发射(EMI)。隔离的DC-DC转换器由一组芯片级共面线圈构成,线圈之间由绝缘材料隔开。通过交流信号激励上部线圈,电能通过隔离屏障磁耦合,并在另一侧进行整流和调节。由于上部和下部线圈之间没有直接的电气连接,设备的初级侧和次级侧保持电气隔离。集成的DC-DC转换器优化以最小化辐射电磁干扰(EMI),并允许设计人员在双层PCB上满足CISPR22/EN55022 Class B要求。ADM2867E具有专有的发射器架构,具有低驱动器输出阻抗,从而增加了差分输出电压。这种

架构在低数据速率下长距离电缆传输时特别有用,因为传输线的直流电阻会主导信号衰减。在这些应用中,增加的差分电压延长了设备的传输距离。RS485 Isolator 2具有独立的数字逻辑引脚IND和INR,用于纠正驱动器和/或接收器接线错误的情况。当Y和Z接线错误时,使用IND引脚纠正驱动器功能。当A和B接线错误时,使用INR引脚纠正接收器功能。当接收器被反转时,设备在输入短路或开路时保持具有30mV噪声裕度的逻辑1接收器输出。标准的RS-485接收器输入阻抗为12 kΩ(1单位负载),标准驱动器可以驱动高达32单位负载。ADM2867E收发器具有1/6单位负载接收器输入阻抗(72 kΩ),允许在

一个通信线上连接多达196个收发器。这些设备和其他RS-485收发器的任何组合,总单位负载不超过32,可以连接到通信线上。集成的isoPower隔离DC-DC转换器需要最长10ms时间才能启动到其设定点3.3V或5V。在此启动时间内,不建议断言DE驱动器使能信号。该Click板™可以在3.3V或5V逻辑电压水平下工作,通过VCC SEL跳线选择。这种方式,3.3V和5V能力的MCU都可以正确使用通信线。此外,该Click板™配备了一个包含易于使用的功能和示例代码的库,可作为进一步开发的参考。

RS485 Isolator 2 Click top side image
RS485 Isolator 2 Click bottom side image

功能概述

开发板

Clicker 2 for Kinetis 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 ARM Cortex-M4F 微控制器,NXP 半导体公司的 MK64FN1M0VDC12,两个 mikroBUS™ 插槽用于 Click 板™连接,一个 USB 连接器,LED 指示灯,按钮,一个 JTAG 程序员连接器以及两个 26 针头用于与外部电子设备的接口。其紧凑的设计和清晰、易识别的丝网标记让您能够迅速构建具有独特功能和特性

的小工具。Clicker 2 for Kinetis 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 Clicker 2 for Kinetis 的编程方式,使用 USB HID mikroBootloader 或外部 mikroProg 连接器进行 Kinetis 编程外,Clicker 2 板还包括一个干净且调节过的开发套件电源供应模块。它提供了两种供电方式;通过 USB Micro-B 电缆,其中板载电压调节器为板上每个组件提供适当的电压水平,或使用锂聚合物 电池通过板载电池连接器供电。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、重置按钮和几个用户可配置的按钮及 LED 指示灯。Clicker 2 for Kinetis 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。

Clicker 2 for Kinetis dimensions image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

建筑

ARM Cortex-M4

MCU 内存 (KB)

1024

硅供应商

NXP

引脚数

121

RAM (字节)

262144

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

NC
NC
AN
Receiver Enable
PB11
RST
Driver Enable
PC4
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
Receiver Inversion
PA10
PWM
Driver Inversion
PB13
INT
UART TX
PD3
TX
UART RX
PD2
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 Isolator 2 Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

Clicker 2 for PIC32MZ front image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以Clicker 2 for Kinetis作为您的开发板开始。

Clicker 2 for PIC32MZ 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 2 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 RS485 Isolator 2 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • rs485isolator2_send_bit_by_bit - Example

  • rs485isolator2_set_re_pin - Example

  • rs485isolator2_set_de_pin - Example

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 
 * \brief Rs485Isolator2 Click example
 * 
 * # Description
 * This example reads and processes data from RS485 Isolator 2 clicks.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Initializes the driver and enables the selected mode.
 * 
 * ## Application Task  
 * Depending on the selected mode, it reads all the received data or sends the desired message
 * every 2 seconds.
 * 
 * ## Additional Function
 * - rs485isolator2_process ( ) - The general process of collecting the received data.
 * 
 * @note
 * Wire connection guide : Driver(Master)       Slave
 *                                     Y   ->   A
 *                                     Z   ->   B
 * \author MikroE Team
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "rs485isolator2.h"
#include "string.h"

#define PROCESS_RX_BUFFER_SIZE 500

#define TEXT_TO_SEND "MikroE\r\n"

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

#define DEMO_APP_RECEIVER
// #define DEMO_APP_TRANSMITTER

static rs485isolator2_t rs485isolator2;
static log_t logger;

// ------------------------------------------------------- ADDITIONAL FUNCTIONS

static void rs485isolator2_process ( void )
{
    int32_t rsp_size;
    
    char uart_rx_buffer[ PROCESS_RX_BUFFER_SIZE ] = { 0 };
    uint8_t check_buf_cnt;
    
    rsp_size = rs485isolator2_generic_read( &rs485isolator2, uart_rx_buffer, PROCESS_RX_BUFFER_SIZE );

    if ( rsp_size > 0 )
    {  
        log_printf( &logger, "Received data: " );
        
        for ( check_buf_cnt = 0; check_buf_cnt < rsp_size; check_buf_cnt++ )
        {
            log_printf( &logger, "%c", uart_rx_buffer[ check_buf_cnt ] );
        }
    }
    Delay_ms( 100 );
}

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

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    rs485isolator2_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 );
    log_info( &logger, "---- Application Init ----" );

    //  Click initialization.

    rs485isolator2_cfg_setup( &cfg );
    RS485ISOLATOR2_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    rs485isolator2_init( &rs485isolator2, &cfg );
    Delay_ms( 100 );
    
#ifdef DEMO_APP_RECEIVER
    rs485isolator2_set_re_pin( &rs485isolator2, RS485ISOLATOR2_ENABLE_RE );
    rs485isolator2_set_de_pin( &rs485isolator2, RS485ISOLATOR2_DISABLE_DE );
    log_info( &logger, "---- Receiver mode ----" );
#endif    
#ifdef DEMO_APP_TRANSMITTER
    rs485isolator2_set_de_pin( &rs485isolator2, RS485ISOLATOR2_ENABLE_DE );
    rs485isolator2_set_re_pin( &rs485isolator2, RS485ISOLATOR2_DISABLE_RE );
    log_info( &logger, "---- Transmitter mode ----" );
#endif    
    Delay_ms( 100 );
}

void application_task ( void )
{
#ifdef DEMO_APP_RECEIVER
    rs485isolator2_process( );
#endif    
    
#ifdef DEMO_APP_TRANSMITTER
    rs485isolator2_generic_write( &rs485isolator2, TEXT_TO_SEND, 8 );
    log_info( &logger, "---- Data sent ----" );
    Delay_ms( 2000 );
#endif    
}

void main ( void )
{
    application_init( );

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


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

额外支持

资源

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