STM32CUBUMX配置RS485(中断接收)--保姆级教程_业界新闻

发布时间:2024-07-18 11:05

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⏩ 大家好哇！我是小光，嵌入式爱好者，一个想要成为系统架构师的大三学生。
⏩最近在开发一个STM32H723ZGT6的板子，使用STM32CUBEMX做了很多驱动，包括ADC、UART、RS485、EEPROM(IIC)、FLASH(SPI)等等。
⏩本篇文章对STM32CUBEMX配置RS485做一个详细的使用教程。
⏩感谢你的阅读，不对的地方欢迎指正。
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一.RS485工作原理

简介

RS-485是美国电子工业协会（EIA）在1983年批准了一个新的平衡传输标准（balanced transmission standard），EIA一开始将RS（Recommended Standard）做为标准的前缀，不过后来为了便于识别标准的来源，已将RS改为EIA/TIA。目前标准名称为TIA-485，但工程师及应用指南仍继续使用RS-485来称呼此标准。

RS-485仅是一个电气标准，描述了接口的物理层，像协议、时序、串行或并行数据以及链路全部由设计者或更高层协议定义。 RS-485定义的是使用平衡（也称作差分）多点传输线的驱动器（driver）和接收器（receiver）的电气特性。

关键特性

差分传输增加噪声抗扰度，减少噪声辐射
长距离链路，最长可达4000英尺（约1219米）
数据速率高达10Mbps（40英寸内，约12.2米）
同一总线可以连接多个驱动器和接收器
宽共模范围允许驱动器和接收器之间存在地电位差异，允许最大共模电压-7-12V

信号电平

RS-485能够进行远距离传输主要得益于使用差分信号进行传输，当有噪声干扰时仍可以使用线路上两者差值进行判断，使传输数据不受噪声干扰。

RS-485差分线路包括以下2个信号：

A：非反向（non-inverting）
信号 B：反向（inverting）信号

也可能会有第3个信号，为了平衡线路正常动作要求所有平衡线路上有一个共同参考点，称为SC或者G。该信号可以限制接收端收到的共模信号，收发器会以此信号作为基准值来测量AB线路上的电压。RS-485标准中提到：

若是MARK（逻辑1），线路B信号电压比线路A高
若是SPACE（逻辑0），线路A信号电压比线路B高

注：不同的IC使用的信号标示方式不同，不过EIA的标准中只使用A和B的名称。数据为1时，信号B会比信号A要高。不过因为标准其中也提到信号A是“非反向信号”，信号B是“反向信号”。因此信号A、B的定义就更容易混淆了，许多组件制造商（错误的）依循了这个A/B的命名原则，所以具体定义需要实际参考设计厂家芯片手册。
为了不引起分歧，一种常用的命名方式是：

TX+ / RX+ 或D+来代替B（信号1时为高电平）
TX- / RX- 或D-来代替A（信号0时为低电平）

下图列出在RS-485利用“异步开始-停止”方式发送一个字符（0xD3，最低比特先发送）时，U+端子及 U−端子上的电压变化。

更多原理讲解可以看看参考

实验环境

软件环境

STM32CUBEMX -6.9.0
KEIL 5.38

硬件环境

串口转485电路

串口/RS485转USB转换器（方便调试）与串口转485接线：

A - A
B - B
VCC - 5V
GND - GND

STM32H723ZGT6开发板与串口转485接线：

PB6 - RXD
PB7 - TXD
PB5 - 485T/R

MX配置

板子、时钟、调试之类的配置就不说了，具体可以看看这篇：
STM32CUBEMX配置ADC(多通道轮询)(STM32H7)–保姆级教程
这里只说一下RS485的具体配置

1.配置USART1作为我们连接RS485的接口

2.配置PB5为我们RS485收发的控制引脚

3.打开串口中断，并配置优先级

驱动编写

usart.h
加入接收缓冲区

/* USER CODE BEGIN Private defines */ #define USART1_RXBUFFERSIZE 1 //每次接收1个数据进入一次中断 #define USART1_REC_LEN 200  	 //定义最大接收字节数 200  #define RS485DIR_TX HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_5,GPIO_PIN_SET);//定义我们的控制引脚为发送状态 #define RS485DIR_RX HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_5,GPIO_PIN_RESET);//定义我们的控制引脚为接收状态 /* USER CODE END Private defines */

usart.c

/* USER CODE BEGIN 0 */ #include <stdio.h> #include <stdarg.h> extern unsigned char USART1_aRxBuffer[USART1_RXBUFFERSIZE];//HAL库使用的串口接收缓冲 extern unsigned char USART1_RX_BUF[USART1_REC_LEN];     //接收缓冲,最大USART_REC_LEN个字节. /* USER CODE END 0 */

在初始化中加入：

HAL_UART_Receive_IT(&huart1, (unsigned char *)USART1_aRxBuffer, USART1_RXBUFFERSIZE);//此处为添加的

这是为了将接收到的数据放到我们的数组中，USART1_aRxBuffer：存入的数组， USART1_RXBUFFERSIZE：一次存入的大小

stm32h7xx_it.c
编写中断和回调函数：

unsigned short USART1_RX_STA = 0;       //接收状态标记	 unsigned char USART1_aRxBuffer[USART1_RXBUFFERSIZE];//HAL库使用的串口接收缓冲 unsigned char USART1_RX_BUF[USART1_REC_LEN];     //接收缓冲,最大USART_REC_LEN个字节.  void USART1_IRQHandler(void) {   /* USER CODE BEGIN USART1_IRQn 0 */ 	unsigned int timeout=0;   unsigned int maxDelay=0x1FFFF;   /* USER CODE END USART1_IRQn 0 */   HAL_UART_IRQHandler(&huart1);   /* USER CODE BEGIN USART1_IRQn 1 */ 	timeout=0;   while (HAL_UART_GetState(&huart1)!=HAL_UART_STATE_READY)//等待就绪   { 		timeout++;//超时处理 		if(timeout>maxDelay) break;		   }   timeout=0;   while(HAL_UART_Receive_IT(&huart1,(unsigned char *)USART1_aRxBuffer, USART1_RXBUFFERSIZE)!=HAL_OK)//一次处理完成之后，重新开启中断并设置RxXferCount为1   {     timeout++; //超时处理 		if(timeout>maxDelay) break;	   }   /* USER CODE END USART1_IRQn 1 */ }  void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart) { 	if(huart->Instance==USART1)//如果是串口1 	{ 		if((USART1_RX_STA&0x8000)==0)//接收未完成 		{ 			if(USART1_RX_STA&0x4000)//接收到了0x0d 			{ 				if(USART1_aRxBuffer[0]!=0x0a)USART1_RX_STA=0;//接收错误,重新开始 				else USART1_RX_STA|=0x8000;	//接收完成了  			} 			else //还没收到0X0D 			{	 				if(USART1_aRxBuffer[0]==0x0d)USART1_RX_STA|=0x4000; 				else 				{ 					USART1_RX_BUF[USART1_RX_STA&0X3FFF]=USART1_aRxBuffer[0] ; 					USART1_RX_STA++; 					if(USART1_RX_STA>(USART1_REC_LEN-1))USART1_RX_STA=0;//接收数据错误,重新开始接收	   				}		  			} 		} 	} }

main.c
编写测试代码：

//RS485串口 extern unsigned short USART1_RX_STA;       //接收状态标记	 extern unsigned char USART1_RX_BUF[USART1_REC_LEN];//接收字符串缓冲区 extern unsigned char USART1_aRxBuffer[USART1_RXBUFFERSIZE];//HAL库使用的串口接收缓冲 while(1) { 		if(USART1_RX_STA&0x8000) 		{					    			len=USART1_RX_STA&0x3fff;//得到此次接收到的数据长度 			RS485DIR_TX;//拉高PB5，更改RS485模式为发送 			HAL_UART_Transmit(&huart1,(uint8_t*)message,sizeof(message),1000);	//发送提示信息 			while(__HAL_UART_GET_FLAG(&huart1,UART_FLAG_TC)!=SET);		//等待发送结束 			HAL_UART_Transmit(&huart1,(uint8_t*)USART1_RX_BUF,len,1000);	//发送接收到的数据 			while(__HAL_UART_GET_FLAG(&huart1,UART_FLAG_TC)!=SET);		//等待发送结束 			RS485DIR_RX;//拉低PB5，更改RS485模式为接收 			USART1_RX_STA=0; 			if(USART1_RX_BUF[0] == '1')  				HAL_GPIO_TogglePin(GPIOA,GPIO_PIN_10); 		} }