RS485通讯协议的应用

RS485缺点：

RS485总线是一种常规的通信总线，它不能够做总线的自动仲裁，也就是不能够同时发送数据以避免总线竞争，所以整个系统的通信效率必然较低，数据冗余量较大，对于速度要求高的应用场所不适应用RS485总线。同时由于RS485总线上通常只有一台主机，所以这种总线方式是典型的集中—分散型控制系统。一旦主机出现故障，会使整个系统的通信限于瘫痪状态，因此做好主机的在线备份是一个重要措施。

**传统光电隔离的典型电路：

VDD与+5V1（VCC485）是两组不共地的电源，一般用隔离型的DC-DC来实现。通过光耦隔离来实现信号的隔离传输，ISL3152EIBZ与MCU系统不共地，完全隔离则有效的抑制了高共模电压的产生，大大降低485的损坏率，提高了系统稳定性。但也存在电路体积过大、电路繁琐、分立器件过多，传输速率受光电器件限制等缺点，对整个系统的稳定性也有一定影响。

***RXD1 :串口接收端

***TXD1 :串口传输端

***TRE1 :为控制位：控制发送还是接收数据；

当TRE1=1（高电平时），光耦电路121截止，/RE=1(无效)，DE=1(有效)，即发送数据；

当TRE=0   (低电平时)，光耦电路导通，/RE=0(有效)，即接收数据，DE=0(无效)；

/RE: 485接收端

DE:485发送端

第一步，配置好串口发送、接收端引脚和485控制引脚；

因为RXD1引脚相对于STM32芯片来说是接收外来数据，所以设置为输入；

TXD1引脚相对于STM32芯片来说是对外发送数据，所以设置为输出；

TRE1 引脚是对外发送“1”或“0”高低电平命令，所以设置为输出；

 /*****************************************************************
 *函数名称：  UART2Init
 *功能描述：  对串口2参数进行设置、485控制端口初始化
 *
 *输入参数：无
 *返 回 值：无
 *其他说明：无
 *当前版本：v1.0
 *作    者: 尹宣
 *完成日期：2012年8月3日
 *修改日期      版本号      修改人      修改内容
 *-----------------------------------------------------------------
 *
 ******************************************************************/
 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);//使能外设时钟

         //GPIO结构的成员设置如下：
          /*--------------485控制端初始化------PA1----------*/
          GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1 ;
         GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; //50M时钟速度
         GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; //推挽输出
         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;  //复用推挽输出
         GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

         GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_3;           //485_RX
         GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING; //浮空输入
         GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

         //串口的结构成员设置如下：
         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： 清发送完成标志*/
       //  USART_ClearFlag(USART3, USART_FLAG_TC);

        /*方法二：获取串口1状态标志位*/
        USART_GetITStatus(USART1, USART_FLAG_TC);

 }

第二步：发送数据

这里需要注意的是：

/* CPU的小缺陷：串口配置好，如果直接Send，则第1个字节发送不出去

如下两个方法语句解决第1个字节无法正确发送出去的问题 */

方法一：USART_ClearFlag(USART3, USART_FLAG_TC); /*清发送完成标志，Transmission Complete flag */

方法二：/*获取串口1状态标志位*/

               USART_GetITStatus(USART1, USART_FLAG_TC);

刚上电时出现乱码的原因：

while(USART_GetFlagStatus(USART2, USART_FLAG_TXE) == RESET);  // USART_FLAG_TXE---检测发送数据寄存器空标志位

如果USART_FLAG_TC---发送完成标志位

（1）       当设为USART_FLAG_TXE---检测发送数据寄存器空标志位—为空，但是发送移位寄存器不为空，数据还没有完全的发送出去，又有数据就被写进来了，所以就会容易出现乱码；

（2）       当设为USART_FLAG_TC—检测发送完成标志位—为空，即发送移位寄存器为空，数据才真正的发送出去，因此此时又有数据被写进来也不会发生乱码

STM32的数据发送有两个中断标志，一个是发送数据寄存器空标志，一个是发送完毕标志。两个标志都可以引起中断. 

要以中断的方式发送一个数据包，流程是这样的：

1.设置RS485的方向为发送，使能发送寄存器空中断，使能完毕进入串口中断。

2.串口中断里读取串口状态，并填充一个数据到发送数据寄存器,硬件自动清除发送数据寄存器空标志,串口数据发送开始。

3.串口发送完一个数据，发送数据寄存器变空，再进入中断，继续填充下一个数据，直到最后一个数据填充完,使能串口

 发送完毕中断。

4.最后一个数据发送完毕,再次进入中断,清除发送数据寄存器空标志，清除发送完毕中断标志，清除这两个中断标志

 的使能位，设置RS485的方向为接收.

 /*****************************************************************

 *                                      宏定义

 ******************************************************************/

 #define RX_485  GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_1);

 #define TX_485  GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_1);

 /*****************************************************************

 *函数名称：  UART2_TX485_Puts

 *功能描述：  发送字符串数据

 *

 *输入参数：str:要发送的字符串

 *返回值：无

 *其他说明：无

 *当前版本：v1.0

 *作    者: 梁尹宣

 *完成日期：2012年8月3日

 *修改日期      版本号      修改人      修改内容

 *-----------------------------------------------------------------

 *

 ******************************************************************/



 void UART2_TX485_Puts(char * str)

 {



     while(*str)

     {

        TX_485;     //打开485发送DE端口，关闭接收/RE端口

        DelayNmS(1);

         USART_SendData(USART2, *str++);

         /* Loop until the end of transmission */

         while(USART_GetFlagStatus(USART2, USART_FLAG_TXE) == RESET);  //检测发送数据寄存器空标志位

        DelayNmS(1);

         RX_485;     //关闭发送DE端口，打开接收/RE485端口，

     }

 }<span style="font-family:Times New Roman;font-size:14px;"> span>

在485芯片的通信中，尤其要注意对485控制端DE的软件编程。为了可靠工作，在485总线状态切换时需要做适当延时，再进行数据收发。具体的做法是在数据发送状态下，   先将控制端置“1”，延时1ms左右的时间，在发送有效的数据，一包数据发送结束后再延时1ms后，将控制端置“0”，这样处理会使总线在状态切换时，有一个稳定的工作过程。

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RS485通信常见问题： 1 关于总线端上下拉电阻：对于没有开路保护的485芯片，A端上拉，B端下拉是必要的。避免因不确定电平造成的干扰 2 关于差分电压：485是差分信号，发送端负责驱动总线电平，因此AB间的压差肯定在485规范范围内。需要注意的是A、B线的电压是相对于发送端GND的电压，而总线上个节点的GND不是相等的电位，必定存在电位差。对于接收端而言，差分电压正确，而A、B端的电压（相对于接收端的GND）有可能超过485芯片的极限值。因此，建议增加PSM712或者SM712进行电压箝位，确保总线电压不会超过芯片极限值。特别提醒：不能使用普通的TVS进行电压箝位，因为485电压不是双向对等电压：低：-7V，高：+12V。 3 关于RO端上拉：485是半双工通信，在接受状态和发送状态转换期间RO端的输出电压不确定，建议RO端接上拉电阻，防止单片机误进入接受中断。  4 关于共地问题：有人喜欢通过共地解决上述第2点问题（电压问题），就是把接收端和发送端的GND连接起来，这样各个节点的参考地就相等了。但是会引发新的问题，因为各个节点GND之间存在电位差，直接连接起来会有很大的电流（称作地回流），如果要连接各个节点的GND，建议不要直接连接，在各节点串联一个100欧姆的电阻。 5 关于隔离问题：如果现场干扰很严重（如：工业应用），建议进行电源和信号隔离，使用DCDC隔离电源隔离485与单片机的电源，使用光耦进行信号隔离。

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