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一粒金砂(中级)

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【好书共读——《电子硬件工程师入职图解手册》分享】——第三章RS485分享、第四章. [复制链接]

第三章RS485总线介绍:

1.简介:

RS485是一种常用的串行通信标准,通常用于在工业控制系统、自动化设备、仪器仪表等领域进行数据传输。RS485标准定义了一种差分信号传输方式,可实现在远距离(最多1200米)和高噪声环境下可靠地传输数据。

2.常用通信方式

RS485通常采用半双工或全双工通信方式,支持多点通信,即多个设备可以共享同一条通信总线。在RS485总线上,数据通过差分信号的形式传输,一对信号线分别代表逻辑“1”和逻辑“0”,这种差分传输方式有助于提高抗干扰能力。

3.RS485特点

RS485具有较高的数据传输速率,通常可达10 Mbps,但实际应用中通常会根据具体情况选择合适的通信速率。总的来说,RS485是一种稳定可靠、适用于工业环境的串行通信标准,在工业控制和自动化领域得到广泛应用。

在之前的学习试验中,常用的使用USART的串口通信,单片机的编程中很少涉及到具体的硬件电路参数,如纹波、干扰和屏蔽、电缆的参数等。

在选择RS485线缆时,需要考虑以下几个方面:传输距离:RS485支持较长的传输距离,但不同线缆类型的传输距离可能会有所不同。一般而言,采用双绞线或屏蔽双绞线可以实现较长的传输距离,最多可达1200米。线缆类型:常用的RS485线缆类型包括双绞线(twisted pair)和屏蔽双绞线(shielded twisted pair)。双绞线具有良好的抗干扰性能,适合在工业环境中使用。而屏蔽双绞线则在双绞线的基础上增加了屏蔽层,提供更好的抗干扰能力。线径:线径越大,线缆的传输能力和抗干扰能力通常越强。因此,在选择RS485线缆时,可以根据实际需求选择合适的线径,以确保良好的信号传输效果。屏蔽:在噪声较高的环境下,选择带有屏蔽层的线缆可以提供更好的抗干扰能力。屏蔽层可以有效地阻隔外部电磁干扰对传输信号的影响。运行环境:根据实际工作环境的特点,选择适合的线缆外皮材料和防护等级,以确保线缆的耐用性和适应性。

作为基础的电子信息工程专业学生,阅读这本书相比课程的数电、模电来说更加接近实践环节,有时进行试验时经常出现的诡异现象在这本书中也找到了答案,看书之前觉得两个设备间电路连上了没断就是可以的,看了之后发现电路设计电子硬件竟然有这么多需要考虑的问题。

RS485的素具链路链接方式如图所示:

 

平时的试验只会用到1主1从设备,本书的RS485介绍了1主多从的方式和方法,在后续的试验中可以进一步学习测试,改变了我对RS485总线的理解。
这里分享一部分自己的串口通信代码:
/*
 * 初始化UART0
 * 115200,8N1,无流控
 */
void uart0_init(void)
{
    GPHCON  |= 0xa0;    // GPH2,GPH3用作TXD0,RXD0
    GPHUP   = 0x0c;     // GPH2,GPH3内部上拉

    ULCON0  = 0x03;     // 8N1(8个数据位,无较验,1个停止位)
    UCON0   = 0x05;     // 查询方式,UART时钟源为PCLK
    UFCON0  = 0x00;     // 不使用FIFO
    UMCON0  = 0x00;     // 不使用流控
    UBRDIV0 = UART_BRD; // 波特率为115200
}

/*
 * 发送一个字符
 */
void putc(unsigned char c)
{
    /* 等待,直到发送缓冲区中的数据已经全部发送出去 */
    while (!(UTRSTAT0 & TXD0READY));
    
    /* 向UTXH0寄存器中写入数据,UART即自动将它发送出去 */
    UTXH0 = c;
}

/*
 * 接收字符
 */
unsigned char getc(void)
{
    /* 等待,直到接收缓冲区中的有数据 */
    while (!(UTRSTAT0 & RXD0READY));
    
    /* 直接读取URXH0寄存器,即可获得接收到的数据 */
    return URXH0;
}

代码是RS232在使用USB转TTL的方式进行串口通信的代码,硬件开发板也可以通过修改跳线将数据传输模式修改为RS485.

本书的第三章篇幅占全书近一半,详细的介绍RS485的技术细节,包括电缆、信号完整性、电缆选择、故障案例等,非常具备实践指导价值。同时,RS485作为常用程度非常高的通信总线,非常建议新电子工程师详细阅读学习,加强电子技术的风险杜绝、故障排查能力。

 

第四章设备硬件复位知识:

硬件复位部分介绍了单片机、ARM、FPGA等的复位介绍,还有看门狗的介绍。

现在的单片机教程很多都会在单片机启动时默认关闭看门狗,有一些不太理解在实际的项目开发中,真的需要管理看门狗吗?还是也和教程中一样默认关闭?

通过学习第四章,我详细的学习了硬件复位的相关知识,但是目前确实用的不多,就不多分享了。希望各位大佬分享下项目经验,是否需要使用看门狗。

 

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感谢楼主分享,新人入门,向前辈学习,还望前辈多多指导   详情 回复 发表于 2024-5-8 09:27
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纯净的硅(高级)

沙发
 

感谢分享,RS485可以同时接多设备,但由于没有明确的主从通信规则,所以多设备通信时会有冲突的情况,除非从应用层解决这个问题,否则还是用CAN好

 
 
 

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一粒金砂(中级)

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标记一下,后面用到了好学习学习,非常感谢分享,好人一生平安!

 
 
 

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RS485具有较高的数据传输速率,通常可达10 Mbps

在实际产品使用中,比如工业应用领域,RS485基本不会设置超过115200,尤其户外应用场合,很多都是设置为9600

 
 
 

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一粒金砂(中级)

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感谢楼主分享,新人入门,向前辈学习,还望前辈多多指导

 
 
 

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