构建可靠的通信基础设施,提升数据完整性和系统的韧性。
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硬件概览
它是如何工作的?
RS485 3 Click基于德州仪器的SN65HVD31,它是一款三态差分线驱动器和差分输入线接收器。该Click旨在用作物理层设备(PHY),提供MCU TTL电平UART线与RS422/485总线的物理接口。它非常适合通过两对差分线传输较小的数据块,一对用于TX,另一对用于RX线,实现全双工异步通信。SN65HVD31DR收发器由独立的驱动器和接收器部分组成,这两部分在设备上电时始终处于活动状态。驱动器部分用于使用UART RX线上接收的信号驱动RS422/485总线,而接收器部分将数据从总线返回到MCU通过UART TX线,图纸上的IC标记为D和R。RS422/485标准仅规定了发射机和接收机的电气特性。它不指定或建议任何通信协议,只规定了物理层。可选择使用所需的顶层通信协议,例如MODBUS或DMX协议。因此,RS485 3 Click提供了UART RX和TX引脚,路由到适当的mikroBUS™ TX和RX UART引脚。这些引脚由MCU用于向RS485发送数据,其形式由使用的协议确定。请注意,RS485 3 Click仅支持3.3V MCU,并且不打算
通过适当的电平转换电路连接或控制5V MCU。SN65HVD31DR IC允许的数据速率高达5 Mbps。然而,最大传输速度由总线长度决定:更长的总线线路将导致更低的传输速度。RS422/RS485总线需要在两端用与所用电缆的特征阻抗相等的电阻器终止,以防止线路反射。RS485标准规定使用双绞线电缆作为数据总线。双绞线电缆倾向于抵消共模噪声,并导致通过每根线流动的电流产生的磁场的相消,从而降低了一对的有效电感。RS-485标准规定,符合要求的驱动器必须能够驱动32个单位负载(UL),其中1个单位负载表示大约12 kΩ的负载阻抗。由于SN65HVD31器件为1/8 UL,因此单个驱动器可以支持高达256个这样的接收器。当用作主设备时,RS485 3 Click的驱动器部分始终处于活动状态。对于相同信号对上的从设备接收器也是如此。在从设备需要向主设备通信时,它们使用另一对,并且从设备驱动器必须间断地启用和禁用,以便一次只有一个从设备的驱动器被启用。由于SN65HVD31器件不包含RE和DE(接收器使
能和驱动器使能)引脚,从设备驱动器不能被禁用,导致总线冲突,差分电压会增加,使得结果电流可能损坏IC。在这种情况下,驱动器电流保护被激活,将此电流限制为250mA。差分输入包含内部施密特触发电路,可防止引脚的不确定状态。这确保输出始终处于定义状态,并提供抗噪性。为了进一步改善信号完整性,RS485 3 Click配有两个瞬态电压抑制二极管(TVS二极管),用于保护电路免受可能发生在RS422/485总线上的瞬态。板载有两个2螺纹端子(RX+、Rx-、Tx+、Tx-)用于连接RS422/485总线双绞线电缆,以及两个螺纹端子(GND)用于公共接地连接。电缆应尽可能靠近终端电阻连接,防止信号电缆的未连接部分(称为支线)中发生信号反射。MikroElektronika提供了一个库,其中包含与MikroElektronika编译器兼容的函数,可用于处理RS485 3 Click。该库还包含一个示例应用程序,演示了它们的用法。此示例应用程序可用作自定义设计的参考。
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。
微控制器概述
MCU卡片 / MCU
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
“仔细看看!”
Click board™ 原理图
一步一步来
项目组装
实时跟踪您的结果
应用程序输出
此款Click板可通过两种方式进行接口连接和监控:
Application Output
- 在调试模式下,使用“Application Output”窗口进行实时数据监控。按照本教程正确设置它。
UART Terminal
- 通过UART终端使用USB to UART converter监控数据有关详细说明,请查看本教程。
软件支持
库描述
这个库包含 RS485 3 Click 驱动的 API。
关键函数:
rs4853_generic_write
- 通用写函数。rs4853_generic_read
- 通用读函数。rs4853_send_command
- 发送命令的函数。
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 Rs4853 Click example
*
* # Description
* This application is used to communicate between two RS485 clicks.
*
* The demo application is composed of two sections :
*
* ## Application Init
* Initializes driver.
*
* ## Application Task
* Reads the received data.
*
* ## Additional Function
* - rs4853_process ( ) - The general process of collecting presponce
* that sends a module.
*
* \author MikroE Team
*
*/
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES
#include "board.h"
#include "log.h"
#include "rs4853.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_TRANSMITER
static rs4853_t rs4853;
static log_t logger;
// ------------------------------------------------------- ADDITIONAL FUNCTIONS
static void rs4853_process ( void )
{
int32_t rsp_size;
char uart_rx_buffer[ PROCESS_RX_BUFFER_SIZE ] = { 0 };
uint8_t check_buf_cnt;
rsp_size = rs4853_generic_read( &rs4853, &uart_rx_buffer, PROCESS_RX_BUFFER_SIZE );
if ( rsp_size > 0 )
{
for ( check_buf_cnt = 0; check_buf_cnt < rsp_size; check_buf_cnt++ )
{
log_printf( &logger, "%c", uart_rx_buffer[ check_buf_cnt ] );
}
}
}
// ------------------------------------------------------ APPLICATION FUNCTIONS
void application_init ( void )
{
log_cfg_t log_cfg;
rs4853_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.
rs4853_cfg_setup( &cfg );
RS4853_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
rs4853_init( &rs4853, &cfg );
}
void application_task ( void )
{
#ifdef DEMO_APP_RECEIVER
rs4853_process( );
#endif
#ifdef DEMO_APP_TRANSMITER
rs4853_generic_write( &rs4853, TEXT_TO_SEND, 8 );
Delay_ms( 1000 );
#endif
}
void main ( void )
{
application_init( );
for ( ; ; )
{
application_task( );
}
}
// ------------------------------------------------------------------------ END