初学者
10 分钟

使用THVD1424和ATmega328以无与伦比的精度传输和接收数据

全双工RS485收发器

RS485 7 Click with Arduino UNO Rev3

已发布 6月 27, 2024

点击板

RS485 7 Click

开发板

Arduino UNO Rev3

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

ATmega328

我们的全双工RS485收发器确保不间断的数据通信,实现网络中的无缝信息流动。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

RS485 7 Click基于德州仪器的THVD1424,这是一款灵活的RS-485收发器,用于异步数据传输。THVD1424具有两个额定为120Ω的终端电阻,一个跨Y/Z,另一个跨A/B。这两个终端电阻可以使用mikroBUS™插座的RET和TET引脚进行启用或禁用,这些引脚路由到mikroBUS™插座的PWM和INT引脚的默认位置。无论驱动器或接收器的状态如何,这两个终端电阻都可以独立启用或禁用。如果设备未上电或处于热故障状态,则终端关闭。内部ESD保护电路根据IEC 61000-4-2规范防护收发器免受静电放电(ESD)的影响,静电放电量可达±8kV(接触放电)和±15kV(空气间放电),并根据IEC 61000-4-4规范防护免受电快速传输(EFT)的影响,其

静电放电量可达±4kV。THVD1424 RS-485收发器可以通过填充板载R5电阻在半双工或全双工RS-485网络中使用。全双工模式是该板的默认状态(未填充R5电阻),其中Y和Z端口引脚是驱动器输出引脚,A/B引脚是接收器输入引脚。通过填充R5电阻,将激活半双工模式,在该模式下,驱动器和接收器共享相同的总线引脚(Y/Z引脚均为驱动器和接收器引脚)。然后,通过两个mikroBUS™引脚标记的DE和RE(驱动器和接收器打开/关闭)来控制设备状态,这些引脚路由到mikroBUS™插座的AN和RST引脚的默认位置。THVD1424还可以通过填充斜率控制R10电阻在低速或高速RS485网络中使用。默认情况下,未填充R10电阻,驱动器和接收器的最大

操作速度为20Mbps。通过填充它,驱动器和接收器的最大操作速度为500kbps,其中接收器路径启用了额外的噪声滤波功能。THVD1424还具有内置的保护功能,如供电欠压、总线短路和热故障。此Click board™可以通过VIO SEL跳线选择3.3V或5V逻辑电压电平运行。这样,既支持3.3V又支持5V的MCU可以正确使用通信线路。此外,RS485收发器的主电源可以通过VCC SEL跳线选择3.3V或5V电压电平。宽的共模电压范围和总线引脚上的低输入泄漏使此Click board™适用于长距离电缆运行的多点应用。此外,此Click board™配备了一个包含易于使用的功能和示例代码的库,可用作进一步开发的参考。

RS485 7 Click hardware overview 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

32

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

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

Driver Enable
PC0
AN
Receiver Enable
PD2
RST
NC
NC
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
RX Termination Control
PD6
PWM
TX Termination Control
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

RS485 7 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
Board mapper by product8 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 RS485 7 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • rs4857_receiver_enable - RS485 7启用接收器功能。

  • rs4857_driver_enable - RS485 7启用驱动器功能。

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 RS485 7 Click Example.
 *
 * # Description
 * This example reads and processes data from RS485 7 Clicks.
 * The library also includes a function for enabling/disabling 
 * the receiver or driver and data writing or reading.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initializes driver performs wake-up module and enables the selected mode.
 *
 * ## Application Task
 * This example demonstrates the use of the RS485 7 Click board™.
 * The app 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.
 *
 * ## Additional Function
 * - static void rs4857_clear_app_buf ( void )
 * - static err_t rs4857_process ( void )
 *
 * @note
 * Operation Mode: Full duplex. 
 * Transmitter: Y and Z.
 * Receiver: A and B.
 * Wire connection: Y-A, Z-B.
 *
 * @author Nenad Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "rs4857.h"

#define DEMO_MESSAGE "\r\nMikroE\r\n"
#define PROCESS_BUFFER_SIZE 200

static rs4857_t rs4857;
static log_t logger;

static char app_buf[ PROCESS_BUFFER_SIZE ] = { 0 };
static int32_t app_buf_len = 0;

/**
 * @brief RS485 7 clearing application buffer.
 * @details This function clears memory of application buffer and reset its length and counter.
 * @note None.
 */
static void rs4857_clear_app_buf ( void );

/**
 * @brief RS485 7 data reading function.
 * @details This function reads data from device and concatenates data to application buffer.
 * @return @li @c  0 - Read some data.
 *         @li @c -1 - Nothing is read.
 *         @li @c -2 - Application buffer overflow.
 * See #err_t definition for detailed explanation.
 * @note None.
 */
static err_t rs4857_process ( void );

void application_init ( void ) 
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    rs4857_cfg_t rs4857_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.
    rs4857_cfg_setup( &rs4857_cfg );
    RS4857_MAP_MIKROBUS( rs4857_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( UART_ERROR == rs4857_init( &rs4857, &rs4857_cfg ) ) 
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
    
    log_info( &logger, " Application Task " );
    app_buf_len = 0;
    
    rs4857_termination_xy_enable( &rs4857 );
    rs4857_termination_ab_enable( &rs4857 );
    
    rs4857_receiver_enable( &rs4857 );
    rs4857_driver_enable( &rs4857 );
    Delay_ms ( 100 );
}

void application_task ( void ) 
{  
    if ( rs4857_generic_write( &rs4857, DEMO_MESSAGE, 10 ) )
    {
        rs4857_process( );
        if ( app_buf_len > 0 )
        {
            log_printf( &logger, "%s", app_buf );
            rs4857_clear_app_buf( );
        }
    }
    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;
}

static void rs4857_clear_app_buf ( void ) 
{
    memset( app_buf, 0, app_buf_len );
    app_buf_len = 0;
}

static err_t rs4857_process ( void ) 
{
    int32_t rx_size;
    char rx_buf[ PROCESS_BUFFER_SIZE ] = { 0 };
    rx_size = rs4857_generic_read( &rs4857, rx_buf, PROCESS_BUFFER_SIZE );
    if ( rx_size > 0 ) 
    {
        int32_t buf_cnt = 0;
        if ( ( app_buf_len + rx_size ) > PROCESS_BUFFER_SIZE ) 
        {
            rs4857_clear_app_buf( );
            return RS4857_ERROR;
        } 
        else 
        {
            buf_cnt = app_buf_len;
            app_buf_len += rx_size;
        }
        for ( int32_t rx_cnt = 0; rx_cnt < rx_size; rx_cnt++ ) 
        {
            if ( rx_buf[ rx_cnt ] != 0 ) 
            {
                app_buf[ ( buf_cnt + rx_cnt ) ] = rx_buf[ rx_cnt ];
            }
            else
            {
                app_buf_len--;
                buf_cnt--;
            }
        }
        return RS4857_OK;
    }
    return RS4857_ERROR;
}

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

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资源

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