RS-485通讯

RS-485通讯协议简介

        与CAN类似，RS-485是一种工业控制环境中常用的通讯协议，它具有抗干扰能力强、传输距离远的特点。RS-485通讯协议由RS-232协议改进而来，协议层不变，只是改进了物理层，因而保留了串口通讯协议应用简单的特点。

        对比CAN 通讯网络，可发现它们的网络结构组成是类似的，每个节点都是由一个通讯控制器和一个收发器组成，在RS-485 通讯网络中，节点中的串口控制器使用RX 与TX 信号线连接到收发器上，而收发器通过差分线连接到网络总线，串口控制器与收发器之间一般使用TTL 信号传输，收发器与总线则使用差分信号来传输。发送数据时，串口控制器的TX 信号经过收发器转换成差分信号传输到总线上，而接收数据时，收发器把总线上的差分信号转化成TTL 信号通过RX 引脚传输到串口控制器中。 

RS-485物理层 

        差分信号线具有很强的抗干扰能力，特别适合应用于电磁环境复杂的工业工业控制环境中，RS-485协议主要是把RS-232的信号改进成差分信号，从而大大提高了抗干扰特性，

        RS-485通讯网络的最大传输距离可达1200米，总线上可挂载128个通讯节点，而由于RS-485网络只有一对差分信号线，它使用差分信号来表达逻辑，当AB两线间的电压差为+2V~+6V时表示逻辑1，当电压差为-6V~-2V 表示逻辑0，在同一时刻只能表达一个信号，所以它的通讯是半双工形式的。

RS-485与RS-232通讯协议的特性对比：

        RS-485 与RS-232 的差异只体现在物理层上，它们的协议层是相同的，也是使用串口数据包的形式传输数据。而由于RS-485 具有强大的组网功能，人们在基础协议之上还制定了MODBUS 协议，被广泛应用在工业控制网络中。此处说的基础协议是指前面串口章节中讲解的，仅封装了基本数据包格式的协议(基于数据位)，而MODBUS 协议是使用基本数据包组合成通讯帧格式的高层应用协议(基于数据包或字节)。感兴趣的读者可查找MODBUS 协议的相关资料了解。
        由于RS-485 与RS-232 的协议层没有区别，进行通讯时，我们同样是使用STM32 的USART 外设作为通讯节点中的串口控制器，再外接一个RS-485 收发器芯片把USART 外设的TTL 电平信号转化成RS-485 的差分信号即可。 

Rx_ENABLE     ResetBits

Tx_ENABLE     SetBits

Tx_ENABLE/Rx_ENABLE 后面一定要加一个delay延时，因为当高电平使能了RE引脚之后，立马就通过Tx发送数据，很有可能丢失数据，因为STM32操作是非常快的，就几纳秒就完成了使能操作，但是485接收到这个使能信号之后，过了一段时间后才开始使能，肯定比STM32要慢，过了一点时间之后才开始使能，才开始接收数据才把数据发送出去，所以，需要在使能（控制引脚）后面加延时。如果没加延时，会导致数据丢失。延时不用加太多，不然接收和发送都需要很长时间。

在中断检查ucTemp 第一次接收到的值  不是发送的值 第二次是正确的

说明，本身就接收到一个错误的值，那么这个时候我们就需要检查一下发送端，Tx_ENABLE之后，再去发送，检测发送完，再去RX_ENABLE; 发现这个语句检测是STM32给485发送完，但是485接收完这些数据之后，是需要通过AB线发送出去，很有可能STM32发送完了，但是这个485才刚接收到刚接收到我们就把它改成了RX_ENABLE,那么它就不能发送出去了，所以这个时候就出现了一个问题，导致数据出错，在RX_ENABLE前面加一个delay这个操作就是说 我们现在在检测STM32发送完之后，还给一点时间，让RS485把这个数据通过AB两根线对外发送出去，所以说再加个延时，等它发送完成

下面是代码

bsp_485.h

#ifndef __RS485_H
#define	__RS485_H


#include "stm32f10x.h"
#include 

/** 
  * 串口宏定义，不同的串口挂载的总线和IO不一样，移植时需要修改这几个宏
	* 1-修改总线时钟的宏，uart1挂载到apb2总线，其他uart挂载到apb1总线
	* 2-修改GPIO的宏
  */
	
// 串口1-USART1
#define  RS485_USARTx                   USART2
#define  RS485_USART_CLK                RCC_APB1Periph_USART2
#define  RS485_USART_APBxClkCmd         RCC_APB1PeriphClockCmd
#define  RS485_USART_BAUDRATE           115200

// USART GPIO 引脚宏定义
#define  RS485_USART_GPIO_CLK           (RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_GPIOC)
#define  RS485_USART_GPIO_APBxClkCmd    RCC_APB2PeriphClockCmd
    
#define  RS485_USART_TX_GPIO_PORT       GPIOA   
#define  RS485_USART_TX_GPIO_PIN        GPIO_Pin_2

#define  RS485_USART_RX_GPIO_PORT       GPIOA
#define  RS485_USART_RX_GPIO_PIN        GPIO_Pin_3

#define  RS485_USART_EN_GPIO_PORT       GPIOC
#define  RS485_USART_EN_GPIO_PIN        GPIO_Pin_2

#define  RS485_USART_IRQ                USART2_IRQn
#define  RS485_USART_IRQHandler         USART2_IRQHandler



static void RS485_Delay(__IO uint32_t nCount)	 //简单的延时函数
{
	for(; nCount != 0; nCount--);
}

#define RS485_RX_ENABLE 		 	 RS485_Delay(1000);GPIO_ResetBits(RS485_USART_EN_GPIO_PORT,RS485_USART_EN_GPIO_PIN);RS485_Delay(1000);
#define RS485_TX_ENABLE			 	 GPIO_SetBits(RS485_USART_EN_GPIO_PORT,RS485_USART_EN_GPIO_PIN);RS485_Delay(1000);


// 串口2-USART2
//#define  DEBUG_USARTx                   USART2
//#define  DEBUG_USART_CLK                RCC_APB1Periph_USART2
//#define  DEBUG_USART_APBxClkCmd         RCC_APB1PeriphClockCmd
//#define  DEBUG_USART_BAUDRATE           115200

 USART GPIO 引脚宏定义
//#define  DEBUG_USART_GPIO_CLK           (RCC_APB2Periph_GPIOA)
//#define  DEBUG_USART_GPIO_APBxClkCmd    RCC_APB2PeriphClockCmd
//    
//#define  DEBUG_USART_TX_GPIO_PORT       GPIOA   
//#define  DEBUG_USART_TX_GPIO_PIN        GPIO_Pin_2
//#define  DEBUG_USART_RX_GPIO_PORT       GPIOA
//#define  DEBUG_USART_RX_GPIO_PIN        GPIO_Pin_3

//#define  DEBUG_USART_IRQ                USART2_IRQn
//#define  DEBUG_USART_IRQHandler         USART2_IRQHandler

// 串口3-USART3
//#define  DEBUG_USARTx                   USART3
//#define  DEBUG_USART_CLK                RCC_APB1Periph_USART3
//#define  DEBUG_USART_APBxClkCmd         RCC_APB1PeriphClockCmd
//#define  DEBUG_USART_BAUDRATE           115200

 USART GPIO 引脚宏定义
//#define  DEBUG_USART_GPIO_CLK           (RCC_APB2Periph_GPIOB)
//#define  DEBUG_USART_GPIO_APBxClkCmd    RCC_APB2PeriphClockCmd
//    
//#define  DEBUG_USART_TX_GPIO_PORT       GPIOB   
//#define  DEBUG_USART_TX_GPIO_PIN        GPIO_Pin_10
//#define  DEBUG_USART_RX_GPIO_PORT       GPIOB
//#define  DEBUG_USART_RX_GPIO_PIN        GPIO_Pin_11

//#define  DEBUG_USART_IRQ                USART3_IRQn
//#define  DEBUG_USART_IRQHandler         USART3_IRQHandler

// 串口4-UART4
//#define  DEBUG_USARTx                   UART4
//#define  DEBUG_USART_CLK                RCC_APB1Periph_UART4
//#define  DEBUG_USART_APBxClkCmd         RCC_APB1PeriphClockCmd
//#define  DEBUG_USART_BAUDRATE           115200

 USART GPIO 引脚宏定义
//#define  DEBUG_USART_GPIO_CLK           (RCC_APB2Periph_GPIOC)
//#define  DEBUG_USART_GPIO_APBxClkCmd    RCC_APB2PeriphClockCmd
//    
//#define  DEBUG_USART_TX_GPIO_PORT       GPIOC   
//#define  DEBUG_USART_TX_GPIO_PIN        GPIO_Pin_10
//#define  DEBUG_USART_RX_GPIO_PORT       GPIOC
//#define  DEBUG_USART_RX_GPIO_PIN        GPIO_Pin_11

//#define  DEBUG_USART_IRQ                UART4_IRQn
//#define  DEBUG_USART_IRQHandler         UART4_IRQHandler


// 串口5-UART5
//#define  DEBUG_USARTx                   UART5
//#define  DEBUG_USART_CLK                RCC_APB1Periph_UART5
//#define  DEBUG_USART_APBxClkCmd         RCC_APB1PeriphClockCmd
//#define  DEBUG_USART_BAUDRATE           115200

 USART GPIO 引脚宏定义
//#define  DEBUG_USART_GPIO_CLK           (RCC_APB2Periph_GPIOC|RCC_APB2Periph_GPIOD)
//#define  DEBUG_USART_GPIO_APBxClkCmd    RCC_APB2PeriphClockCmd
//    
//#define  DEBUG_USART_TX_GPIO_PORT       GPIOC   
//#define  DEBUG_USART_TX_GPIO_PIN        GPIO_Pin_12
//#define  DEBUG_USART_RX_GPIO_PORT       GPIOD
//#define  DEBUG_USART_RX_GPIO_PIN        GPIO_Pin_2

//#define  DEBUG_USART_IRQ                UART5_IRQn
//#define  DEBUG_USART_IRQHandler         UART5_IRQHandler


void RS485_USART_Config(void);
void RS485_Usart_SendByte( USART_TypeDef * pUSARTx, uint8_t ch);
void RS485_Usart_SendArray( USART_TypeDef * pUSARTx, uint8_t *array, uint16_t num);

void RS485_Usart_SendString( USART_TypeDef * pUSARTx, char *str);
void RS485_Usart_SendHalfWord( USART_TypeDef * pUSARTx, uint16_t ch);

#endif /* __RS485_H */

bsp_485.c

 ******************************************************************************
  */ 
	
#include "./485/bsp_485.h"

 /**
  * @brief  配置嵌套向量中断控制器NVIC
  * @param  无
  * @retval 无
  */
static void RS485_NVIC_Configuration(void)
{
  NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
  
  /* 嵌套向量中断控制器组选择 */
  NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);
  
  /* 配置USART为中断源 */
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = RS485_USART_IRQ;
  /* 抢断优先级*/
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;
  /* 子优先级 */
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;
  /* 使能中断 */
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
  /* 初始化配置NVIC */
  NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
}

 /**
  * @brief  USART GPIO 配置,工作参数配置
  * @param  无
  * @retval 无
  */
void RS485_USART_Config(void)
{
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	USART_InitTypeDef USART_InitStructure;

	// 打开串口GPIO的时钟
	RS485_USART_GPIO_APBxClkCmd(RS485_USART_GPIO_CLK, ENABLE);
	
	// 打开串口外设的时钟
	RS485_USART_APBxClkCmd(RS485_USART_CLK, ENABLE); 

	// 将USART Tx的GPIO配置为推挽复用模式
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = RS485_USART_TX_GPIO_PIN;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(RS485_USART_TX_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure);

  // 将USART Rx的GPIO配置为浮空输入模式
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = RS485_USART_RX_GPIO_PIN;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
	GPIO_Init(RS485_USART_RX_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure);
	
	//485 收发控制引脚
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = RS485_USART_EN_GPIO_PIN; 
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
	GPIO_Init(RS485_USART_EN_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure);
	
	
	// 配置串口的工作参数
	// 配置波特率
	USART_InitStructure.USART_BaudRate = RS485_USART_BAUDRATE;
	// 配置 针数据字长
	USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;
	// 配置停止位
	USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;
	// 配置校验位
	USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No ;
	// 配置硬件流控制
	USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = 
	USART_HardwareFlowControl_None;
	// 配置工作模式，收发一起
	USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;
	// 完成串口的初始化配置
	USART_Init(RS485_USARTx, &USART_InitStructure);
	
	// 串口中断优先级配置
	RS485_NVIC_Configuration();
	
	// 使能串口接收中断
	USART_ITConfig(RS485_USARTx, USART_IT_RXNE, ENABLE);	
	
	// 使能串口
	USART_Cmd(RS485_USARTx, ENABLE);	    
		
	//配置完  一般配置成接收使能  常态属于接收
	RS485_RX_ENABLE;
}


//本函数不能直接调用，调用前必须加上tx使能
/*****************  发送一个字节 **********************/
void RS485_Usart_SendByte( USART_TypeDef * pUSARTx, uint8_t ch)
{	

	/* 发送一个字节数据到USART */
	USART_SendData(pUSARTx,ch);
		
	/* 等待发送数据寄存器为空 */
	while (USART_GetFlagStatus(pUSARTx, USART_FLAG_TXE) == RESET);	
}

/****************** 发送8位的数组 ************************/
void RS485_Usart_SendArray( USART_TypeDef * pUSARTx, uint8_t *array, uint16_t num)
{
  uint8_t i;
	
	//一开始使能  等待了就可以了 不用每发一个字节都等
	RS485_TX_ENABLE;
	
	for(i=0; i>8;
	/* 取出低八位 */
	temp_l = ch&0XFF;
	
	/* 发送高八位 */
	USART_SendData(pUSARTx,temp_h);	
	while (USART_GetFlagStatus(pUSARTx, USART_FLAG_TXE) == RESET);
	
	/* 发送低八位 */
	USART_SendData(pUSARTx,temp_l);	
	while (USART_GetFlagStatus(pUSARTx, USART_FLAG_TXE) == RESET);	
}

/重定向c库函数printf到串口，重定向后可使用printf函数
//int fputc(int ch, FILE *f)
//{
//		/* 发送一个字节数据到串口 */
//		USART_SendData(RS485_USARTx, (uint8_t) ch);
//		
//		/* 等待发送完毕 */
//		while (USART_GetFlagStatus(RS485_USARTx, USART_FLAG_TXE) == RESET);		
//	
//		return (ch);
//}

/重定向c库函数scanf到串口，重写向后可使用scanf、getchar等函数
//int fgetc(FILE *f)
//{
//		/* 等待串口输入数据 */
//		while (USART_GetFlagStatus(RS485_USARTx, USART_FLAG_RXNE) == RESET);

//		return (int)USART_ReceiveData(RS485_USARTx);
//}

stm32f10x_it.c

// 串口中断服务函数
void RS485_USART_IRQHandler(void)
{
  uint8_t ucTemp;
	
	LED_GREEN;
	if(USART_GetITStatus(RS485_USARTx,USART_IT_RXNE)!=RESET)
	{		
		ucTemp = USART_ReceiveData(RS485_USARTx);
    USART_SendData(DEBUG_USARTx,ucTemp);    
		
		while (USART_GetFlagStatus(DEBUG_USARTx, USART_FLAG_TXE) == RESET){};//检查ucTemp 第一次接收到的值  不是发送的值 第二次是正确的\
			说明，本身就接收到一个错误的值，那么这个时候我们就需要检查一下发送端，Tx_ENABLE之后，再去发送，检测发送完，再去RX_ENABLE;\
			发现这个语句检测是STM32给485发送完，但是485接收完这些数据之后，是需要通过AB线发送出去，很有可能STM32发送完了，但是这个485才刚接收到\
			刚接收到我们就把它改成了RX_ENABLE,那么它就不能发送出去了，所以这个时候就出现了一个问题，导致数据出错，在RX_ENABLE前面加一个delay\
			这个操作就是说 我们现在在检测STM32发送完之后，还给一点时间，让RS485把这个数据通过AB两根线对外发送出去，所以说再加个延时，等它发送完成
		
		LED_BLUE;
			
	}	 
}

main.c

  ******************************************************************************
  */ 
 
 
#include "stm32f10x.h"
#include "bsp_usart.h"
#include "./485/bsp_485.h"
#include "./key/bsp_key.h"
#include "./led/bsp_led.h"   

//1.初始化485用的串口和 收发控制引脚
//2.编写中断服务函数


uint8_t sendData = 'A' ;


/**
  * @brief  主函数
  * @param  无
  * @retval 无
  */
int main(void)
{	
  /*初始化USART 配置模式为 115200 8-N-1，中断接收*/
  USART_Config();
	
	RS485_USART_Config();
	
	Key_GPIO_Config();
	LED_GPIO_Config();
	
	LED_RED;
	
	/* 发送一个字符串 */
	Usart_SendString( DEBUG_USARTx,"这是一个串口中断接收回显实验\n");
	printf("欢迎使用秉火STM32开发板\n\n\n\n");
	
  while(1)
	{	
		
		if(	Key_Scan(KEY1_GPIO_PORT,KEY1_GPIO_PIN) == KEY_ON)
		{
			
			printf("\r\n检测到按键按下，准备发送数据");
			
			RS485_Usart_SendArray(RS485_USARTx,&sendData,1);
		}
		
		

		
	}	
}
/*********************************************END OF FILE**********************/