初学者
10 分钟

使用XR34350和PIC18F45K40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 EasyPIC v8

已发布 6月 27, 2024

点击板

RS Transceiver Click

开发板

EasyPIC v8

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

PIC18F45K40

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

EasyPIC 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。它支持许多高引脚计数的8位PIC微控制器,来自Microchip,无论它们的引脚数量如何,并且具有一系列独特功能,例如首次集成的调试器/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,EasyPIC 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。

EasyPIC 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。除了先进的集成CODEGRIP程 序/调试模块,该模块提供许多有价值的编程/调试选项和与Mikroe软件环境的无缝集成外,该板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 DEVICE和CAN也包括在内,包括 广受好评的mikroBUS™标准、两种显示选项(图形和

基于字符的LCD)和几种不同的DIP插座。这些插座覆盖了从最小的只有八个至四十个引脚的8位PIC MCU的广泛范围。EasyPIC 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。

EasyPIC v8 horizontal image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

PIC18F45K40

建筑

PIC

MCU 内存 (KB)

32

硅供应商

Microchip

引脚数

40

RAM (字节)

2048

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
RE1
RST
UART RTS
RE0
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
Slew Rate Limiting
RC0
PWM
UART CTS
RB0
INT
UART TX
RC6
TX
UART RX
RC7
RX
I2C Clock
RC3
SCL
I2C Data
RC4
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

EasyPIC v8 front image hardware assembly

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

EasyPIC v8 front image hardware assembly
GNSS2 Click front image hardware assembly
MCU DIP 40 hardware assembly
GNSS2 Click complete accessories setup image hardware assembly
EasyPIC v8 Access DIPMB 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 DIP 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

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 ( 1000 );
            Delay_ms ( 1000 );
        }
    }
}

int main ( void ) 
{
    /* Do not remove this line or clock might not be set correctly. */
    #ifdef PREINIT_SUPPORTED
    preinit();
    #endif
    
    application_init( );
    
    for ( ; ; ) 
    {
        application_task( );
    }

    return 0;
}

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

额外支持

资源

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