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探索 RS485 收发器在使用 ADM2795E 和 STM32G431RB 革新数据传输中的影响

解锁无缝数据交换

RS485 4 Click with Nucleo 64 with STM32G431RB MCU

已发布 11月 08, 2024

点击板

RS485 4 Click

开发板

Nucleo 64 with STM32G431RB MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32G431RB

RS485收发器是安全和高速数据传输的关键,使其在当今互联世界中不可或缺。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

RS485 4 Click基于ADM2795E,这是一款集成的双通道RS485驱动器/接收器,采用Analog Devices的ICoupler®隔离技术。该集成电路具有集成的电隔离元件,提供所需的隔离水平。RS485电平信号被编码为波形,用于激励集成变压器的初级绕组。在次级绕组中,感应的波形被解码回其原始值,并以适当的TTL信号电平路由到UART引脚。同样的工作原理也应用于相反方向。这样,数字信号有效地通过隔离屏障传输。输出线内部通过一组瞬态滤波器、ESD抑制器、浪涌保护元件等

进行路由,替代了常用的一整套外部保护元件(如TVS二极管、TIPS®等)。这减少了相对昂贵的外部保护元件的数量,加快了上市时间。此外,还有一些其他保护功能,如误接保护、对RS485总线线路的±42V耐受能力等。来自mikroBUS™的RX和TX UART线被路由到ADM2795E的RXD和TXD引脚。mikroBUS™的CS引脚被路由到ADM2795E的DE引脚,用于激活RS485传输驱动器。同样,mikroBUS™的RST引脚被路由到ADM2795E的RE引脚,用于激活接收器。DE

引脚上的高电平激活发送器,从而激活UART TX会话,而RE引脚上的低电平激活接收器,从而激活UART RX会话。这些引脚上的反向逻辑并不是随机决定的:它们可以连接到单个点并由单个MCU引脚驱动:当为低电平时,驱动器被禁用,而接收器被启用。这并不是此Click板™上的情况,因为它是为了通用而设计的。然而,在最常用的半双工通信拓扑中,这可以非常有用,减少所需MCU引脚的数量。

RS485 4 Click top side image
RS485 4 Click bottom side image

功能概述

开发板

Nucleo-64 搭载 STM32G431RB 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 STM32G431RB MCU double side image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

STM32G431RB front image

建筑

ARM Cortex-M4

MCU 内存 (KB)

128

硅供应商

STMicroelectronics

引脚数

64

RAM (字节)

32k

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

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

NC
NC
AN
Receiver Enable
PC12
RST
Driver Enable
PB12
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
NC
NC
PWM
NC
NC
INT
UART TX
PA3
TX
UART RX
PA2
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 4 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 STM32G431RB MCU作为您的开发板开始。

Click Shield for Nucleo-64 accessories 1 image hardware assembly
Nucleo 64 with STM32G474RE MCU front image hardware assembly
LTE Cat.1 6 Click front image hardware assembly
Prog-cut hardware assembly
LTE Cat.1 6 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 Compiler Selection Step Image 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

软件支持

库描述

该库包含RS485 4 Click驱动程序的 API。

关键功能:

  • rs4854_rx_disable - Rx禁用功能。

  • rs4854_tx_enable - Tx启用功能。

  • rs4854_send_command - 发送命令的功能。

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 
 * \brief Rs4854 Click example
 * 
 * # Description
 * This example reads and processes data from RS485 4 Clicks.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Initializes driver.
 * 
 * ## Application Task  
 * Reads the received data.
 * 
 * ## Additional Function
 * - rs4854_process ( ) - The general process of collecting presponce 
 *                                   that sends a module.
 * 
 * \author MikroE Team
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "rs4854.h"
#include "string.h"

#define PROCESS_COUNTER 10
#define PROCESS_RX_BUFFER_SIZE 500

static uint8_t transmit_msg[] = "MikroE\r\n";

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

// #define DEMO_APP_RECEIVER
#define DEMO_APP_TRANSMITER

static rs4854_t rs4854;
static log_t logger;

static uint8_t send_data_cnt = 8; 

// ------------------------------------------------------- ADDITIONAL FUNCTIONS

static void rs4854_process ( void )
{
    int32_t rsp_size;
    char uart_rx_buffer[ PROCESS_RX_BUFFER_SIZE ] = { 0 };
    uint8_t check_buf_cnt;
    
    rsp_size = rs4854_generic_read( &rs4854, 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;
    rs4854_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.

    rs4854_cfg_setup( &cfg );
    RS4854_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    rs4854_init( &rs4854, &cfg );
    
#ifdef DEMO_APP_RECEIVER
    rs4854_re_pin_set( &rs4854, RS4854_PIN_STATE_LOW );
    rs4854_de_pin_set( &rs4854, RS4854_PIN_STATE_LOW );
#endif

#ifdef DEMO_APP_TRANSMITER
    rs4854_re_pin_set( &rs4854, RS4854_PIN_STATE_HIGH );
    rs4854_de_pin_set( &rs4854, RS4854_PIN_STATE_HIGH );
#endif  
}

void application_task ( void )
{
#ifdef DEMO_APP_RECEIVER
    rs4854_process( );
#endif    

#ifdef DEMO_APP_TRANSMITER

    rs4854_generic_write( &rs4854, &transmit_msg[ 0 ], 8 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
#endif    
}

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;
}

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

额外支持

资源

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