STM32L4-双路RS485自收发通信实验

发表于 2024-3-31 22:52

485基本介绍

485通信协议是一种常用的半双工串行通信协议，具有抗干扰能力强，传输距离远等特点，因此在工业及自动化领域被广泛运用。

由于485属于半双工通讯，因此不能同时进行接收和发送，需要配置485控制芯片切换为发送或者接收状态。

发表于 2024-3-31 22:52

以ADM3485芯片为例：

依据真值表所示，传统的RS485收发电路通常将收发控制引脚RE和DE连接在一起，通过一个IO口的高低电平变化进行控制收发。

当MCU需要向外发送数据的时候，配置R/D引脚为高电平；

当MCU需要向内接收数据的时候，配置R/D引脚为低电平；

因此，抛开硬件层面的区别，在软件层面，RS485可以理解为串口通信+一组收发控制引脚。

那么，RS485的配置过程也与串口类似，只需要进行一些修改即可。

发表于 2024-3-31 22:52

基本配置
MCU采用STM32L431RCT6

485芯片采用ADM3485

本次使用STM32L4芯片的串口USART3和串口USART1通过两路RS485进行自收发通信实验

配置PB10,PB11为USART3 ,控制引脚PC6；

配置PA9,PA10为USART1 ,控制引脚PA11；

发表于 2024-3-31 22:52

串口初始化函数
这里我配置了一个通用的初始化函数，可以根据需求配置串口，中断，中断优先级与波特率：

/*********485-通用串口初始化函数******************/
void RS485_init(USART_TypeDef* USARTX,IRQn_Type IRQn,uint8_t priority,uint32_t baud)//串口，中断，中断优先级,波特率
{
USARTX->CR1=0;//初始化寄存器
USARTX->CR2=0;
USARTX->CR3=0;

CLEAR_BIT(USARTX->CR1,USART_CR1_OVER8);//过采样16
CLEAR_BIT(USARTX->CR1,USART_CR1_M0);//1个起始位8个数据位
CLEAR_BIT(USARTX->CR1,USART_CR1_M1);
CLEAR_BIT(USARTX->CR2,USART_CR2_STOP);//1个停止位
CLEAR_BIT(USARTX->CR1,USART_CR1_PCE);//禁用奇偶校验控制
// SET_BIT(USARTX->CR1,USART_CR1_PCE);//奇偶校验使能
// SET_BIT(USARTX->CR1,USART_CR1_PS);//奇校验
USARTX->BRR=16000000/baud;//波特率
// SET_BIT(USARTX->CR2,USART_CR2_ABRMODE);
// SET_BIT(USARTX->CR2,USART_CR2_ABREN);//自动波特率检测

NVIC_DisableIRQ(IRQn);//关中断
SET_BIT(USARTX->CR1,USART_CR1_RXNEIE);//设置RXNE中断
// SET_BIT(USARTX->CR1,USART_CR1_IDLEIE);//设置IDLE中断

// SET_BIT(USARTX->CR1,USART_CR1_TXEIE);//发送缓冲区空中断使能
// SET_BIT(USARTX->CR1,USART_CR1_TCIE);//发送完成中断使能

NVIC_SetPriority(IRQn,priority);//设置中断优先级
NVIC_EnableIRQ(IRQn);//开中断
// SET_BIT(USARTX->CR3,USART_CR3_DMAR);//开启DMA接收通道
// SET_BIT(USARTX->CR3,USART_CR3_DMAT);//开启DMA发送通道
SET_BIT(USARTX->CR1,USART_CR1_TE);//使能发送接收
SET_BIT(USARTX->CR1,USART_CR1_RE);
SET_BIT(USARTX->CR1,USART_CR1_UE);//开串口
if(USARTX==USART1)
{
RE_DE_RX1;//初始化默认为接收状态
}
else if(USARTX==USART3)
{
RE_DE_RX3;//初始化默认为接收状态
}
}

发表于 2024-3-31 22:53

波特率配置
依据芯片编程手册：

当过采样为16(OVER8=0)时，波特率为Fck(系统总线时钟)/USARTDIV(波特率分频系数)

发表于 2024-3-31 22:53

这里我已经将系统时钟配置为16MHZ的内部时钟HSI16：
SET_BIT(RCC->CFGR,RCC_CFGR_SWS_0);//配置时钟源为HSI16
SET_BIT(RCC->CFGR,RCC_CFGR_SW_0);
// 使能 HSI 时钟
RCC->CR |= RCC_CR_HSION;
// 等待 HSI 稳定
while (!(RCC->CR & RCC_CR_HSIRDY)) {
// 等待 HSI 稳定
};

发表于 2024-3-31 22:53

因此直接往BRR寄存器中写入对应值即可：USARTX->BRR=16000000/baud;//波特率

发表于 2024-3-31 22:53

RS485接收中断配置函数
本次使用基于RS485的串口USART3发送数据，串口USART1接收数据。因此，使用RXNE中断时，配置USART1中断。当接收缓冲寄存器RDR非空的时候，表示串口接收到了数据，此时触发RXNE中断，在中断函数中将RDR中的值取出并储存在预设的数组中：

//USART1串口中断服务函数
//产生RXNE中断时，将usart1接收到的数据发送到缓存接收函数RX_BUF中。
void USART1_IRQHandler()
{
//485接收数据,由USART3发送USART1接收，实现自收发
uint8_t RES;
if(READ_BIT(USART1->ISR,USART_ISR_RXNE))
{
RES=USART1->RDR &(uint16_t)0x01FF;//保存接收到的数据
if(RX_CNT<64)
{
RX_BUF[RX_CNT]=RES;//将接收到的字节每一位都存入RX_BUF里
RX_CNT++;//接收计数器+1
}
}
}

发表于 2024-3-31 22:54

RS485发送配置函数
RS485发送数据与串口基本相同，调用该函数的时候将485控制引脚R/D配置为发送状态，通过发送完成状态寄存器TC检测TDR寄存器中的值是否已经全部发送完成。

发表于 2024-3-31 22:54

在发送完成后，将R/D引脚配置回默认接收状态。
//485发送数据
void RS485_Send_Data(USART_TypeDef* USARTX,uint8_t *buf,uint8_t len)
{
if(USARTX==USART1)
{
RE_DE_TX1; //设置为发送模式
}
else if(USARTX==USART3)
{
RE_DE_TX3; //设置为发送模式
}
uint8_t t;
for(t=0;t<len;t++) //循环发送数据
{
while(READ_BIT(USARTX->ISR,USART_ISR_TC)==0);
USARTX->TDR=buf[t] &(uint16_t)0x01FF ;//数据放入传输数据寄存器
// USARTX->TDR=buf[t];
}
while(READ_BIT(USARTX->ISR,USART_ISR_TC)==0){};
if(USARTX==USART1)
{
RE_DE_RX1; //设置为接收模式
}
else if(USARTX==USART3)
{
RE_DE_RX3; //设置为接收模式
}
}

发表于 2024-3-31 22:54

主函数配置
485收发引脚配置与串口配置相同，这里忽略。

开启usart1和usart3时钟：

SET_BIT(RCC->APB2ENR,RCC_APB2ENR_USART1EN);//开usart1时钟
SET_BIT(RCC->APB1ENR1,RCC_APB1ENR1_USART3EN);//开usart3时钟

发表于 2024-3-31 22:54

开启两个RS485通讯接口，波特率配置为9600：

RS485_init(USART1,USART1_IRQn,2,9600);
RS485_init(USART3,USART3_IRQn,1,9600);

发表于 2024-3-31 22:54

创建待发送数据数组，并填入要发送的数据：

这里配置发送两个字节数据0x04和0x02

uint8_t TCOM[2]={0x04,0x02};

发表于 2024-3-31 22:54

发送数据：

RS485_Send_Data(USART3,TCOM,3);

发表于 2024-3-31 22:54

最后，将接收数组RX_BUF中的两个字节数据以十进制形式分别显示在LCD液晶屏上：

可以看到接收数组中的显示数据与预先设置的发送数据一致， RS485自收发实验成功。

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