初学者
10 分钟

使用ADM485和ATmega328P轻松连接和控制远程设备。

从传统到传奇:RS485-UART转换。

RS485 Click 5V with Arduino UNO Rev3

已发布 6月 24, 2024

点击板

RS485 Click 5V

开发板

Arduino UNO Rev3

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

ATmega328P

完美定制,满足您的低功耗 RS485 数据通信需求,确保在各种应用中的兼容性和可靠性。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

RS485 Click 5V 基于 Analog Devices 的低功耗 EIA RS-485 收发器 ADM485。它是一个三态差分线驱动器和差分输入线接收器,旨在用作物理层设备(常称为 PHY),为 MCU TTL 级 UART 线路与 RS422/485 总线提供物理接口。它非常适合使用双绞差分信号对传输较小数据块至远距离,允许半双工异步通信。ADM485 收发器包含独立的驱动器和接收器部分,使用驱动器使能和接收器使能引脚来启用相应的部分。驱动器部分将 UART RX 线路接收到的信号驱动至 RS422/485 总线,而接收器部分则将总线数据通过 UART TX 线路返回给 MCU。RS422/485 标准仅规定了发射器和接收器的电气特性,并未规定或推荐任何通信协议,仅涉及物理层。因此,可以使用选择的顶层通信协议,如 MODBUS 或类似协议。因此,RS485 Click 5V 提供了 UART RX 和 TX 引脚,分别路由至相应的 mikroBUS™ TX 和 RX UART 引

脚。MCU 使用这些引脚以用户协议确定的形式将数据 发送到 RS485 总线。ADM485 IC 支持高达 5 Mbps 的通信数据率。然而,总线长度决定了最大传输速度:更长的总线线路将导致传输速度降低。RS422/RS485 总线需要在两端使用等于所用电缆特性阻抗的电阻进行终端(所谓的并联终端),以防止线路反射。RS485 标准规定使用双绞线作为数据总线。双绞线倾向于消除共模噪声,并取消由每条线上的电流产生的磁场,从而减少线对的有效电感。此 Click 板™ 配备了一个跳线,可用于在总线线路之间配置 120Ω 的终端电阻。它还配备了另外两个标有 BIAS ENABLE 的跳线。这些跳线通过在总线差分线与 VCC/GND 之间使用上拉和下拉电阻启用总线偏置,以防止在总线上没有启用驱动器时的某些故障情况,此外还有现有的 IC 保护。RS485 Click 5V 使用标准的 2 线 UART 接口与主机 MCU 通信,常用的 

UART RX 和 TX 线。ADM485 的接收器输出使能(RE)和驱动器输出使能(DE)引脚已连接在一起,并路由到 mikroBUS™ 插座的 R/T 引脚。当悬空时,下拉电阻决定了这些引脚的状态,因此您必须通过写入高逻辑状态来启用设备。注意 DE 和 RE 引脚使用相反的信号极性作为激活状态,使得可以用单个 MCU 引脚驱动它们。当 R/T 引脚应用高逻辑电平时,发射器被激活,同时接收器被停用——反之亦然。在此配置中,R/T 引脚充当通信方向引脚。此 Click 板™ 只能在 5V 逻辑电压水平下操作。在使用具有不同逻辑水平的 MCU 之前,板必须执行适当的逻辑电压水平转换。此外,这款 Click 板™ 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 Click 5V 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

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

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

NC
NC
AN
NC
NC
RST
NC
NC
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
NC
NC
3.3V
Ground
GND
GND
Receive/Transmit
PD6
PWM
NC
NC
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 Click 5V 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

此库包含 RS485 Click 5V 驱动程序的 API。

关键功能:

  • rs4855v_generic_read - 此功能通过使用 UART 串行接口读取所需数量的数据字节。

  • rs4855v_send_command - 此功能通过使用 UART 串行接口发送命令。

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 5V Click Example.
 *
 * # Description
 * This example reads and processes data from RS485 5V clicks.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initializes driver and wake-up module.
 *
 * ## Application Task
 * Reads the received data and parses it.
 *
 * ## Additional Function
 * - static void rs4855v_clear_current_rsp_buf ( void ) - The general process of clearing buffer.
 * - static void rs4855v_process ( void ) - The general process of collecting the received data.
 * @author Stefan Ilic
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "rs4855v.h"
#include "string.h"

#define PROCESS_COUNTER 10
#define PROCESS_RX_BUFFER_SIZE 100
#define PROCESS_PARSER_BUFFER_SIZE 100

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

//#define DEMO_APP_RECEIVER
#define DEMO_APP_TRANSMITTER

static rs4855v_t rs4855v;
static log_t logger;

static char current_rsp_buf[ PROCESS_PARSER_BUFFER_SIZE ];
static uint8_t send_data_cnt = 0; 

unsigned char demo_message[ 9 ] = { 'M', 'i', 'k', 'r', 'o', 'E', 13, 10, 0 };
// ------------------------------------------------------- ADDITIONAL FUNCTIONS

static void rs4855v_clear_current_rsp_buf ( void ) {
    memset( current_rsp_buf, 0, PROCESS_PARSER_BUFFER_SIZE );
}

static void rs4855v_process ( void ) {
    int16_t rsp_size;
    uint16_t rsp_cnt = 0;

    char uart_rx_buffer[ PROCESS_RX_BUFFER_SIZE ] = { 0 };
    uint8_t check_buf_cnt;
    uint8_t process_cnt = PROCESS_COUNTER;

    // Clear parser buffer
    memset( current_rsp_buf, 0 , PROCESS_PARSER_BUFFER_SIZE ); 

    while( process_cnt != 0 ) {
        rsp_size = rs4855v_generic_read( &rs4855v, &uart_rx_buffer, PROCESS_RX_BUFFER_SIZE );

        if ( rsp_size > 0 ) {  
            // Validation of the received data
            for ( check_buf_cnt = 0; check_buf_cnt < rsp_size; check_buf_cnt++ ) {
                if ( uart_rx_buffer[ check_buf_cnt ] == 0 ) {
                    uart_rx_buffer[ check_buf_cnt ] = 13;
                }
            }
            // Storages data in parser buffer
            rsp_cnt += rsp_size;
            if ( rsp_cnt < PROCESS_PARSER_BUFFER_SIZE ) {
                strncat( current_rsp_buf, uart_rx_buffer, rsp_size );
            }
            
            // Clear RX buffer
            memset( uart_rx_buffer, 0, PROCESS_RX_BUFFER_SIZE );
        } 
        else {
            process_cnt--;
            
            // Process delay 
            Delay_ms( 100 );
        }
    }
}

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

void application_init ( void ) {
    log_cfg_t log_cfg;
    rs4855v_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 );

    //  Click initialization.

    rs4855v_cfg_setup( &cfg );
    RS4855V_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    rs4855v_init( &rs4855v, &cfg );
    log_info( &logger, " Application Task " );
    Delay_ms( 100 );
    
#ifdef DEMO_APP_TRANSMITTER
    log_printf( &logger, "------------------\r\n" );
    log_printf( &logger, "    Send data:    \r\n" );
    log_printf( &logger, "      MikroE      \r\n" );
    log_printf( &logger, "------------------\r\n" );
    log_printf( &logger, "  Transmit data   \r\n" );
    Delay_ms( 1000 );

#endif
    
#ifdef DEMO_APP_RECEIVER 
    log_printf( &logger, "------------------\r\n" );

    log_printf( &logger, "   Receive data  \r\n" );
    Delay_ms( 2000 );
#endif
        
    log_printf( &logger, "------------------\r\n" );
}

void application_task ( void ) {  
#ifdef DEMO_APP_RECEIVER 
    
    rs4855v_process( );
    if ( current_rsp_buf > 0 ) {
        log_printf( &logger, "%s", current_rsp_buf );
        rs4855v_clear_current_rsp_buf( );
    }
    
#endif 

#ifdef DEMO_APP_TRANSMITTER
      
    rs4855v_send_command( &rs4855v, &demo_message[ 0 ] );
    log_printf( &logger, "\t%s",  &demo_message[ 0 ] );
    Delay_ms( 2000 );
    log_printf( &logger, "------------------\r\n" ); 
    
#endif   
}

int main ( void ) 
{
    application_init( );
    
    for ( ; ; ) 
    {
        application_task( );
    }

    return 0;
}

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

额外支持

资源

喜欢这个项目吗?

'购买此套件' 按钮会直接带您进入购物车,您可以在购物车中轻松添加或移除产品。