本帖最后由 Gavin3389 于 2021-11-16 11:29 编辑
#申请原创# 485自动收发，为你节省一根IO线
@21小跑堂
背景：资源使用过剩，IO引脚紧张。 目的：验证485自动收发电路,确定是否可以节省收发控制脚,满足日常应用。 简述： 众所周知，485属于半双工差分通信，传输距离比232远，抗干扰强，且总线可以并联使用。但是，在常规的应用中，mcu端除了收、发数据线外，还需要额外的一个IO引脚，作为收发的方向控制。 原理分析：
首先，RS-485的电气特性： 逻辑‘1’以两线间的电压差为+（2—6）V表示； 逻辑‘0’以两线间的电压差为-（2—6）V表示。 不管怎么变换，这里的电气特性‘1’和‘0’是不会变的。 那么，已此为基准，先从理论上分析下收发状态。
接收时： 默认没有数据时，TX为高电平，三极管导通，RE为低电平使能， RO收数据有效，MAX485为接收态，正常接收数据。
发送时：. 发送“1”时，TX为高电平，三极管导通，DE为低电平，此时收发器处于接收状态， 驱动器就变成了高阻态，也就是发送端与A\B断开了， 此时A\B之间的电压就取决于A\B的上下拉电阻了，A为高电平、B为低电平， 也就成为了逻辑“1”了。 发送“0”时，TX为低电平，三极管截止，DE为高电平，驱动器使能， 此时正好DI是接地的，也就是低电平， 驱动器也就会驱动输出B为1，A为0，也就是所谓的逻辑“0”0了。
理解自收发的作用，关键是巧妙的使用了收发控制RE和DE的作用， 尤其是DE为0时，驱动器与A\B之间就是高阻态，也就是断开状态，而且A\B都要有上下拉电阻。然后就有了逻辑0-1之间的切换了。所以很巧妙。
然而这里依然需要注意两点： 1、 虽然通过这种形式，可以摆脱“收发控制”，但是对于485来说，依然是“半双工”的通讯模式，如果是全双工，就不行了，因为TX为1时，接收使能，此时从机如果回复数据，那么也就乱了。 2、 TX，RX引脚均需要上拉电阻，这一点特别重要。 开始的时候，所参照的电路就没有上拉电阻，折腾了半天。
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~好了，原理分析结束，开始下一步~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
电路搭建： 找了半天，也没找到合适的PCB，只能委曲求全，在通用板上自己焊接，问题是，手里都是贴装器件，通用板却是插装通用板，无奈，只好开启对付模式，勉勉强强的算是把电路焊接完成，好在电路简单，基本上按照原理图的方向和顺序进行焊接。
TTL端：左侧2.54单排插针，自上而下定义为VDD3V3\RX \TX \GND 485端：右侧绿端子，自上而下定义为B \A
怎么测试呢？手里有个之前新唐的开发板M471KIV1.1 TTL端连接开发板，485端连接PC通过串口助手显示数据。 这里测试的时候， 本来想直接使用例程代码的，通过串口0进行收发测试，但是不知怎的了，就是不能进入接收中断，这个例程明明跑过的，现在却不通了。 然后，改变了下策略，使用串口0的发送，串口1的接收， 将串口1的接收数据通过串口0发送出来，这要注意的是，保证两个串口的波特率一致。
初始化代码如下： - /*----------------------------------------------------------------------*/
- /* Init UART0 */
- /*----------------------------------------------------------------------*/
- void UART0_Init(void)
- {
- SYS_UnlockReg();
- /* Enable UART clock */
- CLK_EnableModuleClock(UART0_MODULE);
- /* Select UART clock source from HIRC */
- CLK_SetModuleClock(UART0_MODULE, CLK_CLKSEL1_UART0SEL_HIRC, CLK_CLKDIV0_UART0(1));
- /*----------------------------------------------------------------------*/
- /* Init I/O Multi-function */
- /*----------------------------------------------------------------------*/
- /* Set GPB multi-function pins for UART0 RXD and TXD */
- SYS->GPB_MFPH = (SYS->GPB_MFPH & ~(SYS_GPB_MFPH_PB12MFP_Msk | SYS_GPB_MFPH_PB13MFP_Msk)) |
- (SYS_GPB_MFPH_PB12MFP_UART0_RXD | SYS_GPB_MFPH_PB13MFP_UART0_TXD);
-
- SYS_LockReg();
-
- SYS_ResetModule(UART0_RST); // Reset UART0
- UART_Open(UART0, 9600); //Configure UART0 and set UART0 baud rate
- /* Enable UART RDA and THRE interrupt */
- NVIC_EnableIRQ(UART0_IRQn);
- UART_EnableInt(UART0, UART_INTEN_RDAIEN_Msk);
- // UART_EnableInt(UART0, (UART_INTEN_RDAIEN_Msk | UART_INTEN_THREIEN_Msk));
-
- }
- /*----------------------------------------------------------------------*/
- /* Init UART1 */
- /*----------------------------------------------------------------------*/
- void UART1_Init(void)
- {
- SYS_UnlockReg();
- CLK_SetModuleClock(UART1_MODULE, CLK_CLKSEL1_UART1SEL_HIRC, CLK_CLKDIV0_UART1(1));
- CLK_EnableModuleClock(UART1_MODULE);
-
- SYS->GPB_MFPL = (SYS->GPB_MFPL & ~(SYS_GPB_MFPL_PB2MFP_Msk | SYS_GPB_MFPL_PB3MFP_Msk)) |
- (SYS_GPB_MFPL_PB2MFP_UART1_RXD | SYS_GPB_MFPL_PB3MFP_UART1_TXD);
- SYS_LockReg();
-
- SYS_ResetModule(UART1_RST);
- UART_Open(UART1, 9600);
- NVIC_EnableIRQ(UART1_IRQn);
- UART_EnableInt(UART1,UART_INTEN_RDAIEN_Msk);
-
- }
- /*---------------------------------------------------------------------------------------------------------*/
- /* ISR to handle UART Channel 0 interrupt event */
- /*---------------------------------------------------------------------------------------------------------*/
- void UART0_IRQHandler(void)
- {
- if (UART_GET_INT_FLAG(UART0,UART_INTSTS_RDAINT_Msk))
- {
- while(!UART_GET_RX_EMPTY(UART0))
- g_u8RecData[g_u32comRhead++] = UART_READ(UART0);
- UART_Write(UART0, g_u8RecData, g_u32comRhead);
- }
- g_u32comRhead = 0;
-
- }
- void UART1_IRQHandler(void)
- {
- if (UART_GET_INT_FLAG(UART1,UART_INTSTS_RDAINT_Msk))
- {
- while(!UART_GET_RX_EMPTY(UART1))
- {
- UART1_RX_BUF[USART1_RX_STA] = UART_READ(UART1);
- USART1_RX_STA++;
- // UART_ClearIntFlag(UART1, UART_INTSTS_RDAINT_Msk);
- }
- }
- if(USART1_RX_STA>(USART1_REC_LEN-1))USART1_RX_STA=0;//接收数据错误,重新开始接收
-
- UART_Write(UART0,UART1_RX_BUF,1);
- USART1_RX_STA=0;
-
- UART_ClearIntFlag(UART1, (UART_INTSTS_RLSINT_Msk| UART_INTSTS_BUFERRINT_Msk));
- // if(UART1->FIFOSTS & (UART_FIFOSTS_BIF_Msk | UART_FIFOSTS_FEF_Msk | UART_FIFOSTS_PEF_Msk | UART_FIFOSTS_RXOVIF_Msk))
- // {
- // UART_ClearIntFlag(UART1, (UART_INTSTS_RLSINT_Msk| UART_INTSTS_BUFERRINT_Msk));
- // }
-
- }
- int32_t main(void)
- {
- /* Init System, IP clock and multi-function I/O. */
- SYS_Init();
- UART0_Init();
- UART1_Init();
- // UART2_Init();
-
- printf("\n\nCPU [url=home.php?mod=space&uid=72445]@[/url] %dHz\n", SystemCoreClock);
- printf("+-------------------------------------------------+\n");
- printf("| M471KI8AE Study test |\n");
- printf("+-------------------------------------------------+\n\n");
-
- // GY39_Init();
- //
- // GY39_flag=0;GY39_num=0;
- //
- GPIO_Init();
-
- // UART_Write(UART1,CSData,10);
- delay_ms(500);
- // ASK_GY39_T_Pa_RH_He();
- while(1)
- {
- // delay_ms(500);
- // UART_Write(UART0,UART1_RX_BUF,10);
-
- };
- }
这里是9600波特率的截屏：
后面又测试了其它几组波特率，发现在波特率过高的时候，会有乱码出现。 现在不确定是面包板飞线的原因，还是三极管8050的原因。 手里没有其他三极管了，所以，这里暂时没有验证。
结论： 通过上述电路搭建和测试过程，可以看出。在一定的波特率下，采用这种电路形式是可以实现485的自动收发的，从而达到节省控制io引脚的目的。 有兴趣的朋友，可以亲自验证，尝试用到自己的电路中。
后记：
说道这里,网上还有一种电路，电路如下，这也是最开始看到，咋一看好像差别不大，当时就拿来尝试，结果，半天也不通，这才静下心来，一步步的分析电平变化，觉得有问题，又回去百度，才确定了上述的电路原理。而这里其实最关键的就是，tx、rx没有上拉电阻。
网上这个电路的博客，帖子其实还是很多的，也许他们的测试条件不一样，或许MCU端默认加了上拉，但是作为原理验证和测试，单纯的按照这个电路，我是没有成功的，这里拿出来说一下，只是单纯的强调下上拉电阻的重要性。
至此，
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~(完)~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
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