STM32入门学习笔记之485通信实验

17.1 485协议概述

485是属于OSI模型物理层的电气标准，属于2线制，半双工，多点通信标准，485总线采用两根线路的电压差来传递信号，485两根线路名称为A和B，当线路A与线路B的电压差为+2 +6V时表示逻辑电平1，当线路A与线路B的电压差为-2 -6V时表示逻辑电平0，485与232协议都属于串口通信协议，都是采用转换芯片将USART接口电平转换为485电平或者232电平，485协议传输速率在10米时候可达35Mbps，在1200米是可达到100Kbps，最大支持总线挂载32个节点，如果采用特制的芯片可以达到400个节点。

485电气连接中，为了进行阻抗匹配，需要在两根线路中并联一个120Ω的电阻，一般是一个设备并联一个，所以485协议只是之前USART协议的另一种表现形式，通过之前掌握的USART配置，借助485转换芯片就可以完成485通信线路的搭建。

17.2 实验例程

采用STM32F103ZET6芯片的PA2（USART2_TXD）和PA3（USART2_RXD）和一个485转换芯片SP485来实现RS485通信。其中SP485引脚描述如下图所示。

序号	名称	功能描述
1	RO	接收器输出端：当RE为低电平时，若A-B≧200mV，RO输出为高电平若A-B≦-200mV，RO输出为低电平
2	RE	接收器输出使能控制当RE接低电平时，接收器输出使能，RO输出有效当RE接高电平时，接收器输出禁能，RO为高阻态RE接高电平且DE接低电平时，器件进入低功耗关断模式
3	DR	驱动器输出使能控制DE接高电平时驱动器输出有效，DE为低电平时输出为高阻态RE接高电平且DE接低电平时，器件进入低功耗关断模式
4	DI	DI驱动器输入DE为高电平时，DI上的低电平使驱动器同相端输出为低电平，反相端输出为高电平DI上的高电平将使同相端输出为高电平，反相端输出为低
5	GND	电源地
6	A	接收器同相输入和驱动器同相输出端
7	B	接收器反相输入和驱动器反相输出端
8	VCC	电源，推荐3.3V

根据上面的芯片描述，我们可以得到连接如下所示。

USART2_TXD（即PA2）接RO端

USART2_RXD（即PA3）接DI端

PD7接DR与RE端

（1）创建rs485.h文件，输入以下代码。

/*********************************************************************************************************
                  RS485    驱    动    文    件
*********************************************************************************************************/
#ifndef _RS485_H_
#define _RS485_H_


#include "sys.h"
/*********************************************************************************************************
                硬    件    端    口    定    义
*********************************************************************************************************/
#define RS485_EN  PDout( 7 )
/*********************************************************************************************************
                数    据    结    构    定    义
*********************************************************************************************************/
typedef struct
{
  u8 Buffer[ 255 ] ;
  u8 Len ;
}Communication_Data;
extern Communication_Data RS485_Data;
/*********************************************************************************************************
                    函    数    列    表
*********************************************************************************************************/
void RS485_Init( u32 pclk1,u32 bound ) ;                                //RS485初始化
void RS485_Send_Data( u8 *buf, u8 len ) ;                                //发送n个字节
void RS485_Receive_Data( u8 *buf, u8 *len ) ;                              //接收n个字节


#endif

（2）创建rs485.c文件，输入以下代码。

#include "rs485.h"
#include "delay.h"


Communication_Data RS485_Data;
/***************************************************
Name    :USART2_IRQHandler
Function  :串口2中断服务函数
Paramater  :None
Return    :None
***************************************************/
void USART2_IRQHandler()
{
  //接收到数据
  if( USART2->SR&( 1<<5 ) )
  {
    RS485_Data.Buffer[ RS485_Data.Len ] = USART2->DR ;                        //记录接收到的值
    RS485_Data.Len ++ ;                                        //接收数据增加1
  }
}
/***************************************************
Name    :RS485_Send_Data
Function  :接收n个字节
Paramater  :
      *buf:接收区首地址
      len:读取的字节数
Return    :None
***************************************************/
void RS485_Receive_Data( u8 *buf, u8 *len )
{
  u8 i, rxlen=RS485_Data.Len ;
  delay_ms( 10 ) ;                                          //连续超过10ms没有接收到一个数据,则认为接收结束
  //接收到了数据,且接收完成了
  if( ( rxlen==RS485_Data.Len )&&( rxlen!=0 ) )
  {
    for( i=0; iSR&0x40 )==0 ) ;//等待发送结束
    USART2->DR = buf[ t ] ;
  }   
  while( ( USART2->SR&0x40 )==0 ) ;                                  //等待发送结束  
  RS485_Data.Len = 0 ;
  RS485_EN = 0 ;                                            //设置为接收模式
}
/***************************************************
Name    :RS485_Init
Function  :RS485初始化
Paramater  :
      pclk1:PCLK1时钟频率
      bound:波特率
Return    :None
***************************************************/
void RS485_Init( u32 pclk1, u32 bound )
{
  float temp ;
  u16 mantissa, fraction ;
  temp = ( float )( pclk1*1000000 )/( bound*16 ) ;                          //得到USARTDIV
  mantissa = temp ;                                          //得到整数部分
  fraction = ( temp-mantissa )*16 ; //得到小数部分   
    mantissa <<= 4 ;
  mantissa += fraction ;
  RCC->APB2ENR |= 1<<5 ;                                        //使能PD口
   GPIOD->CRL &= 0x0FFFFFFF ;
  GPIOD->CRL |= 0x30000000 ;


  RCC->APB2ENR |= 1<<2 ;                                        //使能PA口
  GPIOA->CRL &= 0xFFFF00FF ;                                      //IO状态设置
  GPIOA->CRL |= 0x00008B00 ;                                      //IO状态设置
  RCC->APB1ENR |= 1<<17 ;                                        //使能串口时钟
  RCC->APB1RSTR |= 1<<17 ;                                      //复位串口2
  RCC->APB1RSTR &= ~( 1<<17 ) ;                                    //停止复位
  //波特率设置
   USART2->BRR = mantissa ;                                      //波特率设置
  USART2->CR1 |= 0x200C ;                                        //1位停止,无校验位
  USART2->CR1 |= 1<<8 ;                                        //PE中断使能
  USART2->CR1 |= 1<<5 ;                                        //接收缓冲区非空中断使能
  NVIC_Init( 3, 3, USART2_IRQn, 2 ) ;                                  //组2
  RS485_EN = 0 ;                                            //默认为接收模式
}

（3）创建1.c文件，输入以下代码。

#include "sys.h"
#include "delay.h"
#include "usart1.h"
#include "rs485.h"


int main()
{
  u8 len, datatemp[ 10 ] ;
  STM32_Clock_Init( 9 ) ;                                        //STM32时钟初始化
  SysTick_Init( 72 ) ;                                        //SysTick初始化
  USART1_Init( 72, 115200 ) ;                                      //初始化串口1波特率115200
  RS485_Init( 36, 9600 ) ;                                      //初始化RS485
  RS485_Send_Data( "RS485 Test", 10 ) ;                                //发送数据
  while( 1 )
  {
    RS485_Receive_Data( datatemp, &len ) ;
    delay_ms( 10 ) ;
  }
}