中级
30 分钟

使用 SP3221E 和 ATmega328P 构建可靠的串行通信系统

您通信需求的终极助手

RS232 3 Click with Arduino UNO Rev3

已发布 6月 25, 2024

点击板

RS232 3 Click

开发板

Arduino UNO Rev3

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

ATmega328P

利用可靠且低功耗的RS232收发器,最大化您的串行通信。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

RS232 3 Click基于MaxLinear的SP3221E,这是一款低功耗的RS232收发器(单驱动器/单接收器)解决方案,数据速率为250kbps。当由任何mikroBUS™电源轨供电时,SP3221E采用内部高效率的电荷泵电源,并符合EIA/TIA-232-F标准。这款电荷泵和MaxLinear的驱动器架构使SP3221E能够从单一电源提供符合RS-232标准的性能,适用于便携式或手持式应用,如嵌入式计算机、数据记录设备、医疗诊断和远程传感器。SP3221E通过UART接口与MCU通信,数据传输的默认波特率为115200bps。它还配备了标准的DB-9连接器,使与

RS232的接口简单易行,并带有一个红色LED指示灯,标记为STATUS,指示是否存在有效的RS232信号。此信号也被路由到mikroBUS™插座的INT引脚,标记为STA。除了UART通信外,连接到mikroBUS™插座引脚的几个信号还用于将信息转发给MCU。为了SP3221E的正常操作,该板使用EN和SHD引脚的组合,路由到mikroBUS™插座的CS和RST引脚的默认位置。当启用自动在线®电路或处于关闭状态时,接收器处于活动状态。通过路由到mikroBUS™插座的PWM引脚的ON引脚控制的自动在线®功能允许SP3221E在连接RS232电缆并

且外围设备打开时自动从关闭状态“唤醒”。在关闭状态下,接收器将继续处于活动状态。如果接收器没有活动,或者SHD引脚被启用,则该设备将进入待机模式。此外,将EN引脚驱动到高电平会强制接收器的输出进入高阻态。该Click板可以通过VCC SEL跳线选择3.3V或5V逻辑电压电平进行操作。这样,既可以使3.3V也可以使用5V逻辑电平的MCU正常使用通信线路。但是,该Click板配备了一个包含易于使用的函数和示例代码的库,可用作进一步开发的参考。

RS232 3 Click top side image
RS232 3 Click bottom side image

功能概述

开发板

Arduino UNO 是围绕 ATmega328P 芯片构建的多功能微控制器板。它为各种项目提供了广泛的连接选项,具有 14 个数字输入/输出引脚,其中六个支持 PWM 输出,以及六个模拟输入。其核心组件包括一个 16MHz 的陶瓷谐振器、一个 USB 连接器、一个电

源插孔、一个 ICSP 头和一个复位按钮,提供了为板 子供电和编程所需的一切。UNO 可以通过 USB 连接到计算机,也可以通过 AC-to-DC 适配器或电池供电。作为第一个 USB Arduino 板,它成为 Arduino 平台的基准,"Uno" 符号化其作为系列首款产品的地

位。这个名称选择,意为意大利语中的 "一",是为了 纪念 Arduino Software(IDE)1.0 的推出。最初与 Arduino Software(IDE)版本1.0 同时推出,Uno 自此成为后续 Arduino 发布的基础模型,体现了该平台的演进。

Arduino UNO Rev3 double side image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

建筑

AVR

MCU 内存 (KB)

32

硅供应商

Microchip

引脚数

28

RAM (字节)

2048

你完善了我!

配件

Click Shield for Arduino UNO 具有两个专有的 mikroBUS™ 插座,使所有 Click board™ 设备能够轻松与 Arduino UNO 板进行接口连接。Arduino UNO 是一款基于 ATmega328P 的微控制器开发板,为用户提供了一种经济实惠且灵活的方式来测试新概念并构建基于 ATmega328P 微控制器的原型系统,结合了性能、功耗和功能的多种配置选择。Arduino UNO 具有 14 个数字输入/输出引脚(其中 6 个可用作 PWM 输出)、6 个模拟输入、16 MHz 陶瓷谐振器(CSTCE16M0V53-R0)、USB 接口、电源插座、ICSP 头和复位按钮。大多数 ATmega328P 微控制器的引脚都连接到开发板左右两侧的 IO 引脚,然后再连接到两个 mikroBUS™ 插座。这款 Click Shield 还配备了多个开关,可执行各种功能,例如选择 mikroBUS™ 插座上模拟信号的逻辑电平,以及选择 mikroBUS™ 插座本身的逻辑电压电平。此外,用户还可以通过现有的双向电平转换电压转换器使用任何 Click board™,无论 Click board™ 运行在 3.3V 还是 5V 逻辑电压电平。一旦将 Arduino UNO 板与 Click Shield for Arduino UNO 连接,用户即可访问数百种 Click board™,并兼容 3.3V 或 5V 逻辑电压电平的设备。

Click Shield for Arduino UNO accessories 1 image

女至女(2米)DB9电缆是在设备之间建立可靠的串行数据连接不可或缺的。该电缆两端都配备了DB9女性连接器,使得各种设备(如计算机、路由器、交换机和其他串行设备)之间的连接变得无缝。2米长的长度为您的设置提供了灵活性,而不会影响数据传输质量。该电缆精心制作,确保了一致而可靠的数据交换,使其非常适合工业应用、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围设备,该电缆坚固的结构和健壮的连接器都能保证稳定的连接。用2米DB9女至女电缆简化您的数据通信需求,这是一个旨在轻松高效满足您串行连接需求的高效解决方案。

RS232 3 Click accessories image

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

NC
NC
AN
Shutdown
PD2
RST
Enable
PB2
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
AUTO ON-LINE®
PD6
PWM
RS232 Signal Status
PC3
INT
UART TX
PD0
TX
UART RX
PD1
RX
NC
NC
SCL
NC
NC
SDA
Power Supply
5V
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

RS232 3 Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

Click Shield for Arduino UNO front image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以Arduino UNO Rev3作为您的开发板开始。

Click Shield for Arduino UNO front image hardware assembly
Arduino UNO Rev3 front image hardware assembly
Charger 27 Click front image hardware assembly
Prog-cut hardware assembly
Charger 27 Click complete accessories setup image hardware assembly
Arduino UNO Rev3 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 image step 5 hardware assembly
Necto image step 6 hardware assembly
Arduino UNO 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 RS232 3 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • rs2323_generic_write - 函数通过使用UART串行接口写入所需数量的数据字节。

  • rs2323_generic_read - 函数通过使用UART串行接口读取所需数量的数据字节。

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 RS232 3 Click Example.
 *
 * # Description
 * This example demonstrates the use of an RS232 3 click board by showing
 * the communication between the two click board configured as a receiver and transmitter.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initializes the driver and logger and displays the selected application mode.
 *
 * ## Application Task
 * Depending on the selected mode, it reads all the received data or 
 * sends the desired message every 3 seconds.
 * 
 * @author Stefan Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "rs2323.h"

// Comment out the line below in order to switch the application mode to receiver
#define DEMO_APP_TRANSMITTER

#define DEMO_TEXT_MESSAGE           "MikroE - RS232 3 click board\r\n"

static rs2323_t rs2323;
static log_t logger;

void application_init ( void ) 
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    rs2323_cfg_t rs2323_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.
    rs2323_cfg_setup( &rs2323_cfg );
    RS2323_MAP_MIKROBUS( rs2323_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( UART_ERROR == rs2323_init( &rs2323, &rs2323_cfg ) ) 
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
#ifdef DEMO_APP_TRANSMITTER
    log_printf( &logger, " Application Mode: Transmitter\r\n" );
#else
    log_printf( &logger, " Application Mode: Receiver\r\n" );
#endif   
    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void ) 
{
#ifdef DEMO_APP_TRANSMITTER
    rs2323_generic_write( &rs2323, DEMO_TEXT_MESSAGE, strlen( DEMO_TEXT_MESSAGE ) );
    log_printf( &logger, "%s", ( char * ) DEMO_TEXT_MESSAGE );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 ); 
#else
    uint8_t rx_data;
    if ( rs2323_generic_read( &rs2323, &rx_data, 1 ) > 0 )
    {
        log_printf( &logger, "%c", rx_data );
    }
#endif
}

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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