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30 分钟

使用ADM2763E和ATmega328P扩展您的网络超越边界

全面隔离的力量:重新定义RS485通信

RS485 Isolator 3 Click with Arduino UNO Rev3

已发布 6月 27, 2024

点击板

RS485 Isolator 3 Click

开发板

Arduino UNO Rev3

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

ATmega328P

释放您的RS485网络潜力,采用完全隔离技术,彻底改变您的通信方式,确保数据完整性达到前所未有的水平。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

RS485 Isolator 3 Click基于Analog Devices的5.7kV RMS信号隔离RS-485收发器ADM2763E。ADM2763E针对长电缆运行的低速进行了优化,最大数据速率为500kbps。它在RS485接收器和驱动器端子引脚上受保护,符合IEC 61000-4-2标准的≥±12 kV接触和≥±15 kV空气静电放电(ESD)事件,并通过螺钉端子块轻松访问。ADM2763E具有四个总线信号:非反向输入信号的信号A,反向输入信号的信号B,非反向输出信号的信号Y和反向输出信号的信号Z,以及一个公共接地连接。使用具有开关键控调制方案的共面变压器线圈可以实现ADM2763E隔离屏障上的高数据吞吐量,同时最小化辐射发射。这样的架

构为数字隔离器提供了在设备的全温度和电源范围内>250 kV/μs的共模瞬态抗扰度。ADM2763E还具有专有的发射器架构,具有低驱动器输出阻抗,可以增加差分输出电压。高差分输出电压扩展了ADM2763E的传输距离,使该板适用于在隔离侧供电为5V时的PROFIBUS®节点(隔离侧提供3V到5.5V范围内的电源电压可能性)。除了mikroBUS™插槽上常用的UART TX和RX引脚外,该板还具有路由到mikroBUS™插槽的RE和DE引脚的接收器和驱动器使能引脚。它还具有接收器电缆反转引脚,路由到mikroBUS™插槽的INV引脚,以便在保持完整接收器故障安全性能的同时快速校正A和B接收器总线引脚上的

反转电缆连接。此外,ADM2763E还具有内置的接收器总线空闲状态故障保护,可通过一些未填充的板载跳线访问(ADM2763E引脚A和Y上的R4和R5上拉电阻,以及引脚B和Z上的R14和R15下拉电阻连接到GND2公共接地)。如果用户将此板连接到需要总线外部偏置电阻的其他设备,则可以安装这些电阻。ADM2763E还具有一个跳线,允许通过在其上放置跳线帽来为RS485接收器添加120Ω负载。该Click板可以通过VDD1 SEL跳线选择3.3V或5V逻辑电压电平,从而使3.3V和5V的MCU都能正确使用通信线路。此外,它配备了一个包含易于使用的函数和示例代码的库,可作为进一步开发的参考。

RS485 Isolator 3 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

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
Receiver Enable
PD2
RST
ID COMM
PB2
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
Driver Enable
PD6
PWM
Receiver Cable Invert
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 Isolator 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
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 Isolator 3 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • rs485isolator3_enable_receiver_input - RS485 Isolator 3 启用接收器输入功能

  • rs485isolator3_disable_receiver_input - RS485 Isolator 3 禁用接收器输入功能

  • rs485isolator3_disable_output - RS485 Isolator 3 禁用输出功能

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 Isolator 3 Click Example.
 *
 * # Description
 * This example reads and processes data from RS485 Isolator 3 clicks.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initializes the driver and enables the selected mode.
 *
 * ## Application Task
 * Depending on the selected mode, it reads all the received data or sends the desired message
 * every 2 seconds.
 * 
 * ## Additional Function
 * - static err_t rs485isolator3_process ( void )
 *
 * @author Stefan Ilic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "rs485isolator3.h"

#define PROCESS_BUFFER_SIZE 200

#define DEMO_APP_RECEIVER
// #define DEMO_APP_TRANSMITTER

static rs485isolator3_t rs485isolator3;
static log_t logger;

uint8_t data_buf[ 8 ] = { 'M', 'i', 'k', 'r', 'o', 'E', '\r', '\n' };

/**
 * @brief RS485 Isolator 3 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.
 * See #err_t definition for detailed explanation.
 * @note None.
 */
static err_t rs485isolator3_process ( void );

void application_init ( void ) 
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    rs485isolator3_cfg_t rs485isolator3_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.
    rs485isolator3_cfg_setup( &rs485isolator3_cfg );
    RS485ISOLATOR3_MAP_MIKROBUS( rs485isolator3_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( UART_ERROR == rs485isolator3_init( &rs485isolator3, &rs485isolator3_cfg ) ) 
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
    
    rs485isolator3_default_cfg ( &rs485isolator3 );
    
#ifdef DEMO_APP_RECEIVER
    rs485isolator3_enable_receiver_input( &rs485isolator3 );
    rs485isolator3_disable_output( &rs485isolator3 );
    log_info( &logger, "---- Receiver mode ----" );
#endif 
#ifdef DEMO_APP_TRANSMITTER
    rs485isolator3_disable_receiver_input( &rs485isolator3 );
    rs485isolator3_enable_output( &rs485isolator3 );    
    log_info( &logger, "---- Transmitter mode ----" );
#endif
    
    log_info( &logger, " Application Task " );
    Delay_ms( 100 );
}

void application_task ( void ) 
{
#ifdef DEMO_APP_RECEIVER
    rs485isolator3_process( );
#endif    
    
#ifdef DEMO_APP_TRANSMITTER
    rs485isolator3_generic_write( &rs485isolator3, data_buf, strlen( data_buf ) );
    log_info( &logger, "---- Data sent ----" );
    Delay_ms( 2000 );
#endif    
}

void main ( void ) 
{
    application_init( );

    for ( ; ; ) 
    {
        application_task( );
    }
}

static err_t rs485isolator3_process ( void ) 
{
    int32_t rx_size;
    char rx_buf[ PROCESS_BUFFER_SIZE ] = { 0 };
    rx_size = rs485isolator3_generic_read( &rs485isolator3, rx_buf, PROCESS_BUFFER_SIZE );
    if ( rx_size > 0 ) 
    {
        log_printf( &logger, "%s", rx_buf );
        return RS485ISOLATOR3_OK;
    }
    return RS485ISOLATOR3_ERROR;
}

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

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