初学者
10 分钟

使用MAX3232和STM32F410RB现代化RS232连接

升级数据传输:您唯一需要的UART到RS232桥

RS232 Click with Nucleo 64 with STM32F410RB MCU

已发布 10月 08, 2024

点击板

RS232 Click

开发板

Nucleo 64 with STM32F410RB MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32F410RB

将 RS-232 通信功能高效地整合到各种电子项目和应用中的有效解决方案,包括串行数据交换和调制解调器通信。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

RS232 Click基于MAX3232,这是一款来自Analog Devices的低功耗、真正的RS-232收发器。几个保护功能提高了此设备的可靠性。它具有高达±15kV的静电放电(ESD)保护,确保没有电气放电会损坏输入端的电路。MAX3232具有两个接收器和两个发送器通道,用于在CMOS/TTL信号电平和RS-232总线电平之间桥接物理差异。虽然CMOS/TTL信号电平通常从0V到5V变化,但RS-232使用信号电平范围从±5V到±15V。此外,RS-232设备要求在任何电压下(最高±25V)的任意时间内都能承受短路。MAX3232 IC使用两个内部充电泵来获得其收发器部分所需的±5V驱

动电平。这款Click board™提供两个输入和两个输出,具有CMOS/TTL逻辑电平。这些线可以用来驱动RS-232总线或接收总线上的传入数据。接收器将RS-232信号转换为MCU可接受的UART类型信号,而发送器将MCU UART信号转换为RS-232电平。因此,一个输入/输出对被路由到mikroBUS™的UART引脚,允许主机MCU简化操作,而另一对输入/输出信号通过J2和J3 SMD跳线路由,并用作UART RTS和CTS。这些引脚通常用于具有硬件流控制的UART通信。默认情况下,跳线未焊接。MAX3232设备在最坏情况下(与1000pF并联的3kΩ负载)可以保持120kbps的数

据速率,而典型的通信速度可高达232kbps。RS232 Click配备了SUB D连接器,通常在使用RS-232接口的许多设备上找到,可用于直接连接到RS-232总线。RS232使用标准的2线UART接口与主机MCU通信。如果使用焊接的J2和J3跳线,则可以使用UART RTS和CTS硬件流控制引脚。这款Click board™可以通过PWR SEL跳线选择3.3V或5V逻辑电压电平。这样,既可以使3.3V又可以使5V的MCU正确使用通信线路。此外,该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。

RS232 Click hardware overview image

功能概述

开发板

Nucleo-64 搭载 STM32F410RB MCU 提供了一种经济高效且灵活的平台,供开发者探索新想法并原型设计他们的项目。该板利用 STM32 微控制器的多功能性,使用户能够为他们的项目选择最佳的性能与功耗平衡。它配备了 LQFP64 封装的 STM32 微控制器,并包含了如用户 LED(同时作为 ARDUINO® 信号)、用户和复位按钮,以及 32.768kHz 晶体振荡器用于精确的计时操作等基本组件。Nucleo-64 板设计考虑到扩展性和灵活性,它特有的 ARDUINO® Uno

V3 扩展连接器和 ST morpho 扩展引脚头,提供了对 STM32 I/O 的完全访问,以实现全面的项目整合。电源供应选项灵活,支持 ST-LINK USB VBUS 或外部电源,确保在各种开发环境中的适应性。该板还配备了一个具有 USB 重枚举功能的板载 ST-LINK 调试器/编程器,简化了编程和调试过程。此外,该板设计旨在简化高级开发,它的外部 SMPS 为 Vcore 逻辑供电提供高效支持,支持 USB 设备全速或 USB SNK/UFP 全速,并内置加密功能,提升了项目的功效

和安全性。通过外部 SMPS 实验的专用连接器、 用于  ST-LINK 的 USB 连接器以及 MIPI® 调试连接器,提供了更多的硬件接口和实验可能性。开发者将通过 STM32Cube MCU Package 提供的全面免费软件库和示例得到广泛支持。这些,加上与多种集成开发环境(IDE)的兼容性,包括 IAR Embedded Workbench®、MDK-ARM 和 STM32CubeIDE,确保了流畅且高效的开发体验,使用户能够充分利用 Nucleo-64 板在他们的项目中的能力。

Nucleo 64 with STM32C031C6 MCU double side image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

建筑

ARM Cortex-M4

MCU 内存 (KB)

128

硅供应商

STMicroelectronics

引脚数

64

RAM (字节)

32768

你完善了我!

配件

Click Shield for Nucleo-64 配备了两个专有的 mikroBUS™ 插座,使得所有的 Click board™ 设备都可以轻松地与 STM32 Nucleo-64 开发板连接。这样,Mikroe 允许其用户从不断增长的 Click boards™ 范围中添加任何功能,如 WiFi、GSM、GPS、蓝牙、ZigBee、环境传感器、LED、语音识别、电机控制、运动传感器等。您可以使用超过 1537 个 Click boards™,这些 Click boards™ 可以堆叠和集成。STM32 Nucleo-64 开发板基于 64 引脚封装的微控制器,采用 32 位 MCU,配备 ARM Cortex M4 处理器,运行速度为 84MHz,具有 512Kb Flash 和 96KB SRAM,分为两个区域,顶部区域代表 ST-Link/V2 调试器和编程器,而底部区域是一个实际的开发板。通过 USB 连接方便地控制和供电这些板子,以便直接对 Nucleo-64 开发板进行编程和高效调试,其中还需要额外的 USB 线连接到板子上的 USB 迷你接口。大多数 STM32 微控制器引脚都连接到了板子左右边缘的 IO 引脚上,然后连接到两个现有的 mikroBUS™ 插座上。该 Click Shield 还有几个开关,用于选择 mikroBUS™ 插座上模拟信号的逻辑电平和 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器,使用任何 Click board™,无论 Click board™ 是否在 3.3V 或 5V 逻辑电压电平下运行。一旦将 STM32 Nucleo-64 开发板与我们的 Click Shield for Nucleo-64 连接,您就可以访问数百个工作于 3.3V 或 5V 逻辑电压电平的 Click boards™。

Click Shield for Nucleo-64 accessories 1 image

DB9母对母电缆对于建立设备之间可靠的串行数据连接至关重要。该电缆两端均配备有DB9母连接器,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。长度为2米,它在布置设置时提供了灵活性,同时不会影响数据传输质量。这根电缆经过精密制作,确保了一致可靠的数据交换,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利用串行外设,该电缆坚固的构造和健壮的连接器都能保证稳定的连接。使用2米的DB9母对母电缆,您可以简化数据通信需求,这是一种高效的解决方案,旨在轻松高效地满足您的串行连接需求。

RS232 Click accessories image

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

NC
NC
AN
NC
NC
RST
UART RTS
PB12
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
NC
NC
PWM
UART CTS
PC14
INT
UART RX
PA2
TX
UART TX
PA3
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 Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

Click Shield for Nucleo-64 accessories 1 image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以Nucleo 64 with STM32F410RB MCU作为您的开发板开始。

Click Shield for Nucleo-64 accessories 1 image hardware assembly
Nucleo 64 with STM32F401RE MCU front image hardware assembly
LTE IoT 5 Click front image hardware assembly
Prog-cut hardware assembly
LTE IoT 5 Click complete accessories setup image hardware assembly
Nucleo-64 with STM32XXX MCU Access MB 1 Mini B Conn - 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
Clicker 4 for STM32F4 HA 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

这个库包含 RS232 Click 驱动程序的 API。

关键函数:

  • rs232_generic_write - 通用写入函数。

  • rs232_generic_read - 通用读取函数。

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 
 * \brief Rs232 Click example
 * 
 * # Description
 * This example reads and processes data from RS232 clicks.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Initializes driver.
 * 
 * ## Application Task  
 * Depending on the selected mode (receiver/transmitter) this function reads/sends an appropriate message.
 * All data is displayed on USB UART.
 * 
 * \author MikroE Team
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "rs232.h"
#include "string.h"

#define PROCESS_RX_BUFFER_SIZE 500

#define RS232_TRANSMITTER
// #define RS232_RECEIVER

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

static rs232_t rs232;
static log_t logger;

static int32_t rsp_size;
static char uart_rx_buffer[ PROCESS_RX_BUFFER_SIZE ] = { 0 };
static char message[ ] = "MikroE";

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

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    rs232_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 );
    log_info( &logger, "---- Application Init ----" );

    //  Click initialization.

    rs232_cfg_setup( &cfg );
    RS232_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    rs232_init( &rs232, &cfg );
    
    Delay_ms( 100 );
#ifdef RS232_RECEIVER
    log_printf( &logger, " ** RS232 Receiver **\r\n" );
#endif
    
#ifdef RS232_TRANSMITTER
    log_printf( &logger, " ** RS232 Transmitter **\r\n" );
#endif
}

void application_task ( void )
{    
#ifdef RS232_RECEIVER
    rsp_size = rs232_generic_read( &rs232, uart_rx_buffer, PROCESS_RX_BUFFER_SIZE );

    if ( rsp_size == strlen( message ) )
    {  
        log_printf( &logger, "Message received: %s", uart_rx_buffer );
        log_printf( &logger, "\r\n-------------------------\r\n" );
        memset( uart_rx_buffer, 0, rsp_size );
    }  
    Delay_ms( 100 );
#endif
    
#ifdef RS232_TRANSMITTER
    rs232_generic_write( &rs232, message, strlen( message ) );
    log_printf( &logger, "Message sent: %s", message );
    log_printf( &logger, "\r\n-------------------------\r\n" );
    Delay_ms( 1000 );
#endif
}

void main ( void )
{
    application_init( );

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

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

额外支持

资源

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