STM32菜鳥成長記錄---RS485通訊協議的應用

RS485缺點:

RS485總線是一種常規的通信總線,它不能夠做總線的自動仲裁,也就是不能夠同時發送數據以避免總線競爭,所以整個系統的通信效率必然較低,數據冗餘量較大,對於速度要求高的應用場所不適應用RS485總線。同時由於RS485總線上通常只有一臺主機,所以這種總線方式是典型的集中分散型控制系統。一旦主機出現故障,會使整個系統的通信限於癱瘓狀態,因此做好主機的在線備份是一個重要措施。

**傳統光電隔離的典型電路:

VDD+5V1VCC485)是兩組不共地的電源,一般用隔離型的DC-DC來實現。通過光耦隔離來實現信號的隔離傳輸,ISL3152EIBZMCU系統不共地,完全隔離則有效的抑制了高共模電壓的產生,大大降低485的損壞率,提高了系統穩定性。但也存在電路體積過大、電路繁瑣、分立器件過多,傳輸速率受光電器件限制等缺點,對整個系統的穩定性也有一定影響。

***RXD1 :串口接收端

***TXD1 :串口傳輸端

***TRE1 :爲控制位:控制發送還是接收數據;

TRE1=1(高電平時),光耦電路121截止,/RE=1(無效)DE=1(有效),即發送數據;

TRE=0   (低電平時),光耦電路導通,/RE=0(有效),即接收數據,DE=0(無效)

/RE: 485接收端

DE:485發送端

第一步,配置好串口發送、接收端引腳和485控制引腳;

因爲RXD1引腳相對於STM32芯片來說是接收外來數據,所以設置爲輸入;

TXD1引腳相對於STM32芯片來說是對外發送數據,所以設置爲輸出;

TRE1 引腳是對外發送“1”或“0”高低電平命令,所以設置爲輸出;

/*****************************************************************  
*函數名稱:  UART2Init  
*功能描述:  對串口2參數進行設置、485控制端口初始化  
*   
*輸入參數:無  
*返 回 值:無  
*其他說明:無  
*當前版本:v1.0  
*作    者: 尹宣  
*完成日期:2012年8月3日  
*修改日期      版本號      修改人      修改內容  
*-----------------------------------------------------------------  
*  
******************************************************************/  
void UART2Init(void)  
{  
        GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;  
        USART_InitTypeDef USART_InitStructure;  
  
        RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_USART2, ENABLE);  
        RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);  
        RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);  
        RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOC, ENABLE);//使能外設時鐘      
  
        //GPIO結構的成員設置如下:  
         /*--------------485控制端初始化------PA1----------*/  
         GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1 ;  
        GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; //50M時鐘速度  
        GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; //推輓輸出  
        GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);  
  
          
        GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2;          //485_TX  
        GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;   
        GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;  //複用推輓輸出  
        GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);  
  
        GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_3;           //485_RX  
        GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING; //浮空輸入  
        GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);  
  
        //串口的結構成員設置如下:  
        USART_InitStructure.USART_BaudRate = 9600;           
        USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;  
        USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;  
        USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;  
        USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;  
        USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Tx | USART_Mode_Rx;  
        USART_Init(USART2, &USART_InitStructure);  
  
        USART_Cmd(USART2, ENABLE);  
  
        /*方法一: 清發送完成標誌*/  
      //  USART_ClearFlag(USART3, USART_FLAG_TC);   
          
       /*方法二:獲取串口1狀態標誌位*/  
       USART_GetITStatus(USART1, USART_FLAG_TC);  
       
} 

這裏需要注意的是:

/* CPU的小缺陷:串口配置好,如果直接Send,則第1個字節發送不出去

如下兩個方法語句解決第1個字節無法正確發送出去的問題 */

方法一:USART_ClearFlag(USART3, USART_FLAG_TC); /*清發送完成標誌,Transmission Complete flag */

方法二:/*獲取串口1狀態標誌位*/

               USART_GetITStatus(USART1, USART_FLAG_TC);

剛上電時出現亂碼的原因:

while(USART_GetFlagStatus(USART2, USART_FLAG_TXE) == RESET);  // USART_FLAG_TXE---檢測發送數據寄存器空標誌位

如果USART_FLAG_TC---發送完成標誌位

(1)       當設爲USART_FLAG_TXE---檢測發送數據寄存器空標誌位爲空,但是發送移位寄存器不爲空,數據還沒有完全的發送出去,又有數據就被寫進來了,所以就會容易出現亂碼;

(2)       當設爲USART_FLAG_TC—檢測發送完成標誌位爲空,即發送移位寄存器爲空,數據才真正的發送出去,因此此時又有數據被寫進來也不會發生亂碼

STM32的數據發送有兩個中斷標誌,一個是發送數據寄存器空標誌,一個是發送完畢標誌。兩個標誌都可以引起中斷. 

要以中斷的方式發送一個數據包,流程是這樣的:

1.設置RS485的方向爲發送,使能發送寄存器空中斷,使能完畢進入串口中斷。

2.串口中斷裏讀取串口狀態,並填充一個數據到發送數據寄存器,硬件自動清除發送數據寄存器空標誌,串口數據發送開始。

3.串口發送完一個數據,發送數據寄存器變空,再進入中斷,繼續填充下一個數據,直到最後一個數據填充完,使能串口

 發送完畢中斷。

4.最後一個數據發送完畢,再次進入中斷,清除發送數據寄存器空標誌,清除發送完畢中斷標誌,清除這兩個中斷標誌

 的使能位,設置RS485的方向爲接收.

/*****************************************************************  
  
*                                      宏定義  
  
******************************************************************/  
  
#define RX_485  GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_1);  
  
#define TX_485  GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_1);  
  
/*****************************************************************  
  
*函數名稱:  UART2_TX485_Puts  
  
*功能描述:  發送字符串數據  
  
*   
  
*輸入參數:str:要發送的字符串  
  
*返回值:無  
  
*其他說明:無  
  
*當前版本:v1.0  
  
*作    者: 樑尹宣  
  
*完成日期:2012年8月3日  
  
*修改日期      版本號      修改人      修改內容  
  
*-----------------------------------------------------------------  
  
*  
  
******************************************************************/  
  
   
  
void UART2_TX485_Puts(char * str)  
  
{     
  
     
  
    while(*str)  
  
    {    
  
       TX_485;     //打開485發送DE端口,關閉接收/RE端口  
  
       DelayNmS(1);  
  
        USART_SendData(USART2, *str++);  
  
        /* Loop until the end of transmission */  
  
        while(USART_GetFlagStatus(USART2, USART_FLAG_TXE) == RESET);  //檢測發送數據寄存器空標誌位  
  
       DelayNmS(1);  
  
        RX_485;     //關閉發送DE端口,打開接收/RE485端口,  
  
    }  
}

485芯片的通信中,尤其要注意對485控制端DE的軟件編程。爲了可靠工作,在485總線狀態切換時需要做適當延時,再進行數據收發。具體的做法是在數據發送狀態下,   先將控制端置“1”,延時1ms左右的時間,在發送有效的數據,一包數據發送結束後再延時1ms後,將控制端置“0”,這樣處理會使總線在狀態切換時,有一個穩定的工作過程。

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