我们的解决方案无缝地将UART信号转换为RS485,为工业自动化系统提供更快、更可靠的数据通信。
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硬件概览
它是如何工作的?
RS485 2 Click 基于 MAX3471,这是 Analog Devices 生产的 RS-422/485 半双工差分收发器,适用于电池供电系统。此 Click 设计用作物理层设备,通常称为 PHY,为 MCU TTL 级 UART 线与 RS422/485 总线提供物理接口。它非常适合使用屏蔽差分对传输小块数据到远距离,实现 TX 和 RX 信号的半双工异步通信。MAX3471 收发器由单独的驱动器和接收器部分组成,有驱动器启用和接收器启用引脚(#RE 和 DE),用于启用相应部分。驱动器部分用于将 UART RX 线(在 IC 上标记为 RO)接收到的信号驱动 RS422/485 总线,而接收器部分则将总线数据通过 UART TX 线(在 IC 上标记为 DI)返回给 MCU。RS422/485 标准只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,只有物理层。可以使用顶层通信协议,如 MODBUS 或类似协议。因此,RS485 2 Click 提供 UART RX 和 TX 引脚,路由到相应的 mikroBUS™ TX 和 RX UART 引脚。这些引脚由 MCU 使用,以用户协议确定的形式将数据发送到 RS485 总线。额外的 DE 和 RE 引脚分别路由到 mikroBUS™ 的 CS 和 PWM 引脚。这些引脚在 Click
board™ 上标记为 DE 和 RE,与 IC 本身相同。悬空时,使用上拉和下拉来确定这些引脚的状态。MAX3471 IC 允许数据速率高达 64kbps。通常,最大传输速度由总线长度决定:较长的总线线将导致较低的传输速度。RS485/422 总线需要在两端用等于使用电缆的特性阻抗的电阻终止,以防止线路反射。然而,MAX3471 IC 具有降低的驱动器输出斜率,导致速度较慢,但同时信号更为强健,能抵抗长线或连接存根(未终止的总线部分)出现的 EMI 和其他类型的干扰。这款 IC 也能在未终止的总线上工作,这在低速和低功耗系统中很常见。RS-485 标准规定,符合标准的驱动器必须能够驱动 32 个单元负载(UL),其中 1 个单元负载代表大约 12 kΩ 的负载阻抗。由于 MAX3471 IC 设备是 1/8 UL,单个驱动器可支持多达 256 个此类接收器。当 RS485/422 总线电压接近 2.5V 时,该设备能够驱动多达 8 个负载,这意味着它可以驱动多达 64 个接收器。随着总线电压的上升,可以添加更多的驱动器,以便在 5V 时,该设备可以驱动标准规定的设备数量。在 RS485/422 总线上,可能出现导致通过驱动器输出的电流增加的差分电压情况,这种
状态称为总线争用,通常出现在初始化、总线故障条件或多个节点同时激活其驱动器时。MAX3471 IC 提供驱动器输出保护,限制这种电流并防止对驱动器输出级造成损害。MAX3471 接收器采用输入滤波和输入滞回以增强噪声抑制,当差分信号的上升和下降时间非常慢时。MAX3471 IC 具有真正的失效安全接收器输入,保证在接收器输入开路、短路或连接到所有驱动器均已禁用的终止传输线时,接收器输出为逻辑高电平。板上有一个四极螺丝端子(VCC, RX, TX, GND)用于连接 RS422/485 总线双绞线电缆,以及 GND 和 VCC。跳线标记为 VCC SEL,用于将 Click board™ 的操作电压设置为 3.3V 或 5V。GND 和 VCC 轨道可用于为另一个节点提供电源。注意,VCC 端子直接路由到 mikroBUS™ 的 3.3V 或 5V 轨道,具体取决于 VCC SEL 跳线的位置。MikroElektronika 提供一个库,其中包含与 MikroElektronika 编译器兼容的函数,可用于操作 RS485 2 Click。库还包含一个示例应用程序,演示了它们的使用。这个示例应用程序可以作为自定义设计的参考。
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。
微控制器概述
MCU卡片 / MCU

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™。
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
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
这个库包含了RS485 2 Click驱动的API。
关键功能:
rs4852_generic_read
- 通用读取功能。rs4852_generic_write
- 通用写入功能。rs4852_set_de_pin
- 设置DE(cs)引脚状态。
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 Rs4852 Click example
*
* # Description
* This example reads and processes data from RS485 2 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
* - rs4852_process ( ) - The general process of collecting the received data.
*
* \author MikroE Team
*
*/
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES
#include "board.h"
#include "log.h"
#include "rs4852.h"
#include "string.h"
#define PROCESS_RX_BUFFER_SIZE 500
#define TEXT_TO_SEND "MikroE - RS485 2 click board\r\n"
// #define DEMO_APP_RECEIVER
#define DEMO_APP_TRANSMITTER
// ------------------------------------------------------------------ VARIABLES
static rs4852_t rs4852;
static log_t logger;
// ------------------------------------------------------- ADDITIONAL FUNCTIONS
static void rs4852_process ( void )
{
int32_t rsp_size;
char uart_rx_buffer[ PROCESS_RX_BUFFER_SIZE ] = { 0 };
uint8_t check_buf_cnt;
rsp_size = rs4852_generic_read( &rs4852, uart_rx_buffer, PROCESS_RX_BUFFER_SIZE );
if ( rsp_size > 0 )
{
for ( uint8_t cnt = 0; cnt < rsp_size; cnt++ )
{
log_printf( &logger, "%c", uart_rx_buffer[ cnt ] );
if ( uart_rx_buffer[ cnt ] == '\n' )
{
log_printf( &logger, "--------------------------------\r\n" );
}
}
}
}
// ------------------------------------------------------ APPLICATION FUNCTIONS
void application_init ( void )
{
log_cfg_t log_cfg;
rs4852_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.
rs4852_cfg_setup( &cfg );
RS4852_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
rs4852_init( &rs4852, &cfg );
Delay_ms( 100 );
#ifdef DEMO_APP_RECEIVER
rs4852_set_re_pin( &rs4852, RS4852_ENABLE_RE );
rs4852_set_de_pin( &rs4852, RS4852_DISABLE_DE );
log_info( &logger, "---- Receiver mode ----" );
#endif
#ifdef DEMO_APP_TRANSMITTER
rs4852_set_de_pin( &rs4852, RS4852_ENABLE_DE );
rs4852_set_re_pin( &rs4852, RS4852_DISABLE_RE );
log_info( &logger, "---- Transmitter mode ----" );
#endif
Delay_ms( 100 );
}
void application_task ( void )
{
#ifdef DEMO_APP_RECEIVER
rs4852_process( );
#endif
#ifdef DEMO_APP_TRANSMITTER
rs4852_generic_write( &rs4852, TEXT_TO_SEND, strlen( TEXT_TO_SEND ) );
log_info( &logger, "---- Data sent ----" );
Delay_ms( 2000 );
#endif
}
void main ( void )
{
application_init( );
for ( ; ; )
{
application_task( );
}
}
// ------------------------------------------------------------------------ END