485 實驗

485(一般稱作 RS485/EIA-485)隸屬于 OSI 模型物理層，是串行通訊的一種。電氣特性規定 為 2 線，半雙工，多點通信的類型。它的電氣特性和 RS-232 大不一樣。用纜線兩端的電壓差值 來表示傳遞信號。RS485 僅僅規定了接受端和發送端的電氣特性。它沒有規定或推薦任何數據 協議。?

RS485 的特點包括：

1， 接口電平低，不易損壞芯片。RS485 的電氣特性：邏輯“1”以兩線間的電壓差為+(2~6)V 表 示；邏輯“0”以兩線間的電壓差為-(2~6)V 表示。接口信號電平比 RS232 降低了，不易損 壞接口電路的芯片，且該電平與 TTL 電平兼容，可方便與 TTL 電路連接。

2， 傳輸速率高。10 米時，RS485 的數據最高傳輸速率可達 35Mbps，在 1200m 時，傳輸速度 可達 100Kbps。

3， 抗干擾能力強。RS485 接口是采用平衡驅動器和差分接收器的組合，抗共模干擾能力增強， 即抗噪聲干擾性好。

4， 傳輸距離遠，支持節點多。RS485 總線最長可以傳輸 1200m 左右，更遠的距離則需要中繼 傳輸設備支持但這時（速率≤100Kbps）才能穩定傳輸，一般最大支持 32 個節點，如果使 用特制的 485 芯片，可以達到 128 個或者 256 個節點，最大的可以支持到 400 個節點。

RS485 推薦使用在點對點網絡中，比如：線型，總線型網絡等，而不能是星型，環型網絡。 理想情況下 RS485 需要 2 個終端匹配電阻，其阻值要求等于傳輸電纜的特性阻抗（一般為 120 Ω）。沒有特性阻抗的話，當所有的設備都靜止或者沒有能量的時候就會產生噪聲，而且線移需 要雙端的電壓差。沒有終接電阻的話，會使得較快速的發送端產生多個數據信號的邊緣，導致 數據傳輸出錯。485 推薦的一主多從連接方式如圖 36.1.1 所示：

在上面的連接中，如果需要添加匹配電阻，我們一般在總線的起止端加入，也就是主機和 設備 4 上面各加一個 120Ω的匹配電阻。

由于 RS485 具有傳輸距離遠、傳輸速度快、支持節點多和抗干擾能力更強等特點，所以 RS485有很廣泛的應用。實際多設備時收發器有范圍為-7V到+12V的共模電壓，為了穩定傳輸， 也有使用 3 線的布線方式，即在原有的 A、B 兩線上多增加一條地線。（4 線制使用全雙工通訊 方式，這種也叫 RS422，由于布線的難度和通訊局限，相對使用得比較少）

TP8485E/SP3485 可作為 RS485 的收發器，該芯片支持 3.3V~5.5V 供電，最大傳輸速度可 達 250Kbps，支持多達 256 個節點(單位負載為 1/8 的條件下)，并且支持輸出短路保護。該芯片的框圖如圖 36.1.2 所示：?圖中 A、B 總線接口，用于連接 485 總線。RO 是接收輸出端，DI 是發送數據收入端，RE 是接收使能信號（低電平有效），DE 是發送使能信號（高電平有效）。

代碼

rs485.h

#ifndef __RS485_H
#define __RS485_H#include "./SYSTEM/sys/sys.h"/******************************************************************************************/
/* RS485 引腳 和 串口 定義 */
#define RS485_RE_GPIO_PORT                  GPIOD
#define RS485_RE_GPIO_PIN                   GPIO_PIN_7
#define RS485_RE_GPIO_CLK_ENABLE()          do{ __HAL_RCC_GPIOD_CLK_ENABLE(); }while(0)   /* PD口時鐘使能 */#define RS485_TX_GPIO_PORT                  GPIOA
#define RS485_TX_GPIO_PIN                   GPIO_PIN_2
#define RS485_TX_GPIO_CLK_ENABLE()          do{ __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE(); }while(0)   /* PA口時鐘使能 */#define RS485_RX_GPIO_PORT                  GPIOA
#define RS485_RX_GPIO_PIN                   GPIO_PIN_3
#define RS485_RX_GPIO_CLK_ENABLE()          do{ __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE(); }while(0)   /* PA口時鐘使能 */#define RS485_UX                            USART2
#define RS485_UX_IRQn                       USART2_IRQn
#define RS485_UX_IRQHandler                 USART2_IRQHandler
#define RS485_UX_CLK_ENABLE()               do{ __HAL_RCC_USART2_CLK_ENABLE(); }while(0)  /* USART2 時鐘使能 *//******************************************************************************************//* 控制RS485_RE腳, 控制RS485發送/接收狀態* RS485_RE = 0, 進入接收模式* RS485_RE = 1, 進入發送模式*/
#define RS485_RE(x)   do{ x ? \HAL_GPIO_WritePin(RS485_RE_GPIO_PORT, RS485_RE_GPIO_PIN, GPIO_PIN_SET) : \HAL_GPIO_WritePin(RS485_RE_GPIO_PORT, RS485_RE_GPIO_PIN, GPIO_PIN_RESET); \}while(0)#define RS485_REC_LEN               64          /* 定義最大接收字節數 64 */
#define RS485_EN_RX                 1           /* 使能（1）/禁止（0）RS485接收 */extern uint8_t g_RS485_rx_buf[RS485_REC_LEN];   /* 接收緩沖,最大RS485_REC_LEN個字節 */
extern uint8_t g_RS485_rx_cnt;                  /* 接收數據長度 */void rs485_init( uint32_t baudrate);  /* RS485初始化 */
void rs485_send_data(uint8_t *buf, uint8_t len);    /* RS485發送數據 */
void rs485_receive_data(uint8_t *buf, uint8_t *len);/* RS485接收數據 */#endif

rs485.c?

#include "./BSP/RS485/rs485.h"
#include "./SYSTEM/delay/delay.h"UART_HandleTypeDef g_rs458_handler;     /* RS485控制句柄(串口) */#ifdef RS485_EN_RX /* 如果使能了接收 */uint8_t g_RS485_rx_buf[RS485_REC_LEN]; /* 接收緩沖, 最大 RS485_REC_LEN 個字節. */
uint8_t g_RS485_rx_cnt = 0;            /* 接收到的數據長度 */void RS485_UX_IRQHandler(void)
{uint8_t res;if ((__HAL_UART_GET_FLAG(&g_rs458_handler, UART_FLAG_RXNE) != RESET)) /* 接收到數據 */{HAL_UART_Receive(&g_rs458_handler, &res, 1, 1000);if (g_RS485_rx_cnt < RS485_REC_LEN)         /* 緩沖區未滿 */{g_RS485_rx_buf[g_RS485_rx_cnt] = res;   /* 記錄接收到的值 */g_RS485_rx_cnt++;                       /* 接收數據增加1 */}}
}#endif/*** @brief       RS485初始化函數*   @note      該函數主要是初始化串口* @param       baudrate: 波特率, 根據自己需要設置波特率值* @retval      無*/
void rs485_init(uint32_t baudrate)
{/* IO 及 時鐘配置 */RS485_RE_GPIO_CLK_ENABLE(); /* 使能 RS485_RE 腳時鐘 */RS485_TX_GPIO_CLK_ENABLE(); /* 使能 串口TX腳 時鐘 */RS485_RX_GPIO_CLK_ENABLE(); /* 使能 串口RX腳 時鐘 */RS485_UX_CLK_ENABLE();      /* 使能 串口 時鐘 */GPIO_InitTypeDef gpio_initure;gpio_initure.Pin = RS485_TX_GPIO_PIN;gpio_initure.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;gpio_initure.Pull = GPIO_PULLUP;gpio_initure.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;HAL_GPIO_Init(RS485_TX_GPIO_PORT, &gpio_initure); /* 串口TX 腳 模式設置 */gpio_initure.Pin = RS485_RX_GPIO_PIN;gpio_initure.Mode = GPIO_MODE_AF_INPUT;HAL_GPIO_Init(RS485_RX_GPIO_PORT, &gpio_initure); /* 串口RX 腳 必須設置成輸入模式 */gpio_initure.Pin = RS485_RE_GPIO_PIN;gpio_initure.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;gpio_initure.Pull = GPIO_PULLUP;gpio_initure.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;HAL_GPIO_Init(RS485_RE_GPIO_PORT, &gpio_initure); /* RS485_RE 腳 模式設置 *//* USART 初始化設置 */g_rs458_handler.Instance = RS485_UX;                  /* 選擇485對應的串口 */g_rs458_handler.Init.BaudRate = baudrate;             /* 波特率 */g_rs458_handler.Init.WordLength = UART_WORDLENGTH_8B; /* 字長為8位數據格式 */g_rs458_handler.Init.StopBits = UART_STOPBITS_1;      /* 一個停止位 */g_rs458_handler.Init.Parity = UART_PARITY_NONE;       /* 無奇偶校驗位 */g_rs458_handler.Init.HwFlowCtl = UART_HWCONTROL_NONE; /* 無硬件流控 */g_rs458_handler.Init.Mode = UART_MODE_TX_RX;          /* 收發模式 */HAL_UART_Init(&g_rs458_handler);                      /* HAL_UART_Init()會使能UART2 */#if RS485_EN_RX /* 如果使能了接收 *//* 使能接收中斷 */__HAL_UART_ENABLE_IT(&g_rs458_handler, UART_IT_RXNE); /* 開啟接收中斷 */HAL_NVIC_EnableIRQ(RS485_UX_IRQn);                    /* 使能USART2中斷 */HAL_NVIC_SetPriority(RS485_UX_IRQn, 3, 3);            /* 搶占優先級3，子優先級3 */
#endifRS485_RE(0); /* 默認為接收模式 */
}/*** @brief       RS485發送len個字節* @param       buf     : 發送區首地址* @param       len     : 發送的字節數(為了和本代碼的接收匹配,這里建議不要超過 RS485_REC_LEN 個字節)* @retval      無*/
void rs485_send_data(uint8_t *buf, uint8_t len)
{RS485_RE(1);                                         /* 進入發送模式 */HAL_UART_Transmit(&g_rs458_handler, buf, len, 1000); /* 串口2發送數據 */g_RS485_rx_cnt = 0;RS485_RE(0); /* 進入接收模式 */
}/*** @brief       RS485查詢接收到的數據* @param       buf     : 接收緩沖區首地址* @param       len     : 接收到的數據長度*   @arg               0   , 表示沒有接收到任何數據*   @arg               其他, 表示接收到的數據長度* @retval      無*/
void rs485_receive_data(uint8_t *buf, uint8_t *len)
{uint8_t rxlen = g_RS485_rx_cnt;uint8_t i = 0;*len = 0;     /* 默認為0 */delay_ms(10); /* 等待10ms,連續超過10ms沒有接收到一個數據,則認為接收結束 */if (rxlen == g_RS485_rx_cnt && rxlen) /* 接收到了數據,且接收完成了 */{for (i = 0; i < rxlen; i++){buf[i] = g_RS485_rx_buf[i];}*len = g_RS485_rx_cnt; /* 記錄本次數據長度 */g_RS485_rx_cnt = 0;    /* 清零 */}
}

main.c?

#include "./SYSTEM/sys/sys.h"
#include "./SYSTEM/usart/usart.h"
#include "./SYSTEM/delay/delay.h"
#include "./BSP/LED/led.h"
#include "./BSP/LCD/lcd.h"
#include "./BSP/KEY/key.h"
#include "./BSP/RS485/rs485.h"int main(void)
{uint8_t key;uint8_t i = 0, t = 0;uint8_t cnt = 0;uint8_t rs485buf[5];HAL_Init();                                 /* 初始化HAL庫 */sys_stm32_clock_init(RCC_PLL_MUL9);         /* 設置時鐘, 72Mhz */delay_init(72);                             /* 延時初始化 */usart_init(115200);                         /* 串口初始化為115200 */led_init();                                 /* 初始化LED */lcd_init();                                 /* 初始化LCD */key_init();                                 /* 初始化按鍵 */rs485_init(9600);                           /* 初始化RS485 */lcd_show_string(30,  50, 200, 16, 16, "STM32", RED);lcd_show_string(30,  70, 200, 16, 16, "RS485 TEST", RED);lcd_show_string(30,  90, 200, 16, 16, "ATOM@ALIENTEK", RED);lcd_show_string(30, 110, 200, 16, 16, "KEY0:Send", RED);    /* 顯示提示信息 */lcd_show_string(30, 130, 200, 16, 16, "Count:", RED);       /* 顯示當前計數值 */lcd_show_string(30, 150, 200, 16, 16, "Send Data:", RED);   /* 提示發送的數據 */lcd_show_string(30, 190, 200, 16, 16, "Receive Data:", RED);/* 提示接收到的數據 */while (1){key = key_scan(0);if (key == KEY0_PRES)   /* KEY0按下,發送一次數據 */{for (i = 0; i < 5; i++){rs485buf[i] = cnt + i;      /* 填充發送緩沖區 */lcd_show_xnum(30 + i * 32, 170, rs485buf[i], 3, 16, 0X80, BLUE);    /* 顯示數據 */}rs485_send_data(rs485buf, 5);   /* 發送5個字節 */}rs485_receive_data(rs485buf, &key);if (key)    /* 接收到有數據 */{if (key > 5)key = 5;    /* 最大是5個數據. */for (i = 0; i < key; i++){lcd_show_xnum(30 + i * 32, 210, rs485buf[i], 3, 16, 0X80, BLUE);    /* 顯示數據 */}}t++;delay_ms(10);if (t == 20){LED0_TOGGLE();  /* LED0閃爍, 提示系統正在運行 */t = 0;cnt++;lcd_show_xnum(30 + 48, 130, cnt, 3, 16, 0X80, BLUE);    /* 顯示數據 */}}
}

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