构建可靠的通信基础设施,提升数据完整性和系统的韧性。
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硬件概览
它是如何工作的?
RS485 3 Click基于德州仪器的SN65HVD31,它是一款三态差分线驱动器和差分输入线接收器。该Click旨在用作物理层设备(PHY),提供MCU TTL电平UART线与RS422/485总线的物理接口。它非常适合通过两对差分线传输较小的数据块,一对用于TX,另一对用于RX线,实现全双工异步通信。SN65HVD31DR收发器由独立的驱动器和接收器部分组成,这两部分在设备上电时始终处于活动状态。驱动器部分用于使用UART RX线上接收的信号驱动RS422/485总线,而接收器部分将数据从总线返回到MCU通过UART TX线,图纸上的IC标记为D和R。RS422/485标准仅规定了发射机和接收机的电气特性。它不指定或建议任何通信协议,只规定了物理层。可选择使用所需的顶层通信协议,例如MODBUS或DMX协议。因此,RS485 3 Click提供了UART RX和TX引脚,路由到适当的mikroBUS™ TX和RX UART引脚。这些引脚由MCU用于向RS485发送数据,其形式由使用的协议确定。请注意,RS485 3 Click仅支持3.3V MCU,并且不打算
通过适当的电平转换电路连接或控制5V MCU。SN65HVD31DR IC允许的数据速率高达5 Mbps。然而,最大传输速度由总线长度决定:更长的总线线路将导致更低的传输速度。RS422/RS485总线需要在两端用与所用电缆的特征阻抗相等的电阻器终止,以防止线路反射。RS485标准规定使用双绞线电缆作为数据总线。双绞线电缆倾向于抵消共模噪声,并导致通过每根线流动的电流产生的磁场的相消,从而降低了一对的有效电感。RS-485标准规定,符合要求的驱动器必须能够驱动32个单位负载(UL),其中1个单位负载表示大约12 kΩ的负载阻抗。由于SN65HVD31器件为1/8 UL,因此单个驱动器可以支持高达256个这样的接收器。当用作主设备时,RS485 3 Click的驱动器部分始终处于活动状态。对于相同信号对上的从设备接收器也是如此。在从设备需要向主设备通信时,它们使用另一对,并且从设备驱动器必须间断地启用和禁用,以便一次只有一个从设备的驱动器被启用。由于SN65HVD31器件不包含RE和DE(接收器使
能和驱动器使能)引脚,从设备驱动器不能被禁用,导致总线冲突,差分电压会增加,使得结果电流可能损坏IC。在这种情况下,驱动器电流保护被激活,将此电流限制为250mA。差分输入包含内部施密特触发电路,可防止引脚的不确定状态。这确保输出始终处于定义状态,并提供抗噪性。为了进一步改善信号完整性,RS485 3 Click配有两个瞬态电压抑制二极管(TVS二极管),用于保护电路免受可能发生在RS422/485总线上的瞬态。板载有两个2螺纹端子(RX+、Rx-、Tx+、Tx-)用于连接RS422/485总线双绞线电缆,以及两个螺纹端子(GND)用于公共接地连接。电缆应尽可能靠近终端电阻连接,防止信号电缆的未连接部分(称为支线)中发生信号反射。MikroElektronika提供了一个库,其中包含与MikroElektronika编译器兼容的函数,可用于处理RS485 3 Click。该库还包含一个示例应用程序,演示了它们的用法。此示例应用程序可用作自定义设计的参考。
功能概述
开发板
Nucleo-64 搭载 STM32F103RB 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。
微控制器概述
MCU卡片 / MCU
建筑
ARM Cortex-M3
MCU 内存 (KB)
128
硅供应商
STMicroelectronics
引脚数
64
RAM (字节)
20480
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™。
使用的MCU引脚
mikroBUS™映射器
“仔细看看!”
Click board™ 原理图
一步一步来
项目组装
实时跟踪您的结果
应用程序输出
此款Click板可通过两种方式进行接口连接和监控:
Application Output
- 在调试模式下,使用“Application Output”窗口进行实时数据监控。按照本教程正确设置它。
UART Terminal
- 通过UART终端使用USB to UART converter监控数据有关详细说明,请查看本教程。
软件支持
库描述
这个库包含 RS485 3 Click 驱动的 API。
关键函数:
rs4853_generic_write
- 通用写函数。rs4853_generic_read
- 通用读函数。rs4853_send_command
- 发送命令的函数。
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 Rs4853 Click example
*
* # Description
* This application is used to communicate between two RS485 clicks.
*
* The demo application is composed of two sections :
*
* ## Application Init
* Initializes driver.
*
* ## Application Task
* Reads the received data.
*
* ## Additional Function
* - rs4853_process ( ) - The general process of collecting presponce
* that sends a module.
*
* \author MikroE Team
*
*/
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES
#include "board.h"
#include "log.h"
#include "rs4853.h"
#include "string.h"
#define PROCESS_RX_BUFFER_SIZE 500
#define TEXT_TO_SEND "MikroE\r\n"
// ------------------------------------------------------------------ VARIABLES
#define DEMO_APP_RECEIVER
// #define DEMO_APP_TRANSMITER
static rs4853_t rs4853;
static log_t logger;
// ------------------------------------------------------- ADDITIONAL FUNCTIONS
static void rs4853_process ( void )
{
int32_t rsp_size;
char uart_rx_buffer[ PROCESS_RX_BUFFER_SIZE ] = { 0 };
uint8_t check_buf_cnt;
rsp_size = rs4853_generic_read( &rs4853, &uart_rx_buffer, PROCESS_RX_BUFFER_SIZE );
if ( rsp_size > 0 )
{
for ( check_buf_cnt = 0; check_buf_cnt < rsp_size; check_buf_cnt++ )
{
log_printf( &logger, "%c", uart_rx_buffer[ check_buf_cnt ] );
}
}
}
// ------------------------------------------------------ APPLICATION FUNCTIONS
void application_init ( void )
{
log_cfg_t log_cfg;
rs4853_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.
rs4853_cfg_setup( &cfg );
RS4853_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
rs4853_init( &rs4853, &cfg );
}
void application_task ( void )
{
#ifdef DEMO_APP_RECEIVER
rs4853_process( );
#endif
#ifdef DEMO_APP_TRANSMITER
rs4853_generic_write( &rs4853, TEXT_TO_SEND, 8 );
Delay_ms( 1000 );
#endif
}
void main ( void )
{
application_init( );
for ( ; ; )
{
application_task( );
}
}
// ------------------------------------------------------------------------ END