通信協(xié)議是數(shù)字電子和嵌入式系統(tǒng)的組成部分。只要有多個(gè)微控制器和外圍設(shè)備的接口，就必須使用通信協(xié)議來(lái)交換大量數(shù)據(jù)。有多種類型的串行通信協(xié)議可用。RS485 是串行通信協(xié)議之一，用于工業(yè)項(xiàng)目和重型機(jī)械。

　　本教程是關(guān)于在 STM32F103C8 微控制器中使用RS-485 串行通信。

　　在本教程中，Master STM32F103C8 具有三個(gè)按鈕，用于通過(guò)使用 RS-485 串行通信來(lái)控制 Slave Arduino Uno 上的三個(gè) LED 的狀態(tài)。

　　RS-485 串行通訊

　　RS-485 是一種不需要時(shí)鐘的異步串行通信協(xié)議。它使用一種稱為差分信號(hào)的技術(shù)將二進(jìn)制數(shù)據(jù)從一個(gè)設(shè)備傳輸?shù)搅硪粋€(gè)設(shè)備。

　　那么這種差分信號(hào)傳輸方法是什么？

　　差分信號(hào)方法通過(guò)使用正負(fù) 5V產(chǎn)生差分電壓來(lái)工作。它在使用兩線時(shí)提供半雙工通信，在使用四線時(shí)提供全雙工通信。

　　通過(guò)使用這種方法：

　　RS-485 支持最高 30Mbps 的更高數(shù)據(jù)傳輸率。

　　與RS-232 協(xié)議相比，它還提供最大的數(shù)據(jù)傳輸距離。它傳輸?shù)臄?shù)據(jù)最大可達(dá) 1200 米。

　　RS-485 相對(duì)于 RS-232 的主要優(yōu)點(diǎn)是具有單個(gè)主控的多個(gè)從站，而 RS-232 僅支持單個(gè)從站。

　　最多可以有 32 臺(tái)設(shè)備連接到 RS-485 協(xié)議。

　　RS-485的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是不受噪聲影響，因?yàn)樗鼈兪褂貌罘中盘?hào)方法進(jìn)行傳輸。

　　RS-485 比 I2C 協(xié)議更快。

　　RS-485 模塊可以連接到任何具有串行端口的微控制器。為了將 RS-485 模塊與微控制器一起使用，需要一個(gè)名為5V MAX485 TTL 到 RS485 的模塊，該模塊基于 Maxim MAX485 IC，因?yàn)樗试S在 1200 米的長(zhǎng)距離上進(jìn)行串行通信，并且它是雙向的，半雙工的數(shù)據(jù)傳輸速率為 2.5 Mbps。該模塊需要 5V 的電壓。

　　RS-485 引腳說(shuō)明：

　　RS485模塊具有以下特點(diǎn)：

　　工作電壓：5V

　　板載MAX485芯片

　　RS485通信的低功耗

　　轉(zhuǎn)換速率受限收發(fā)器

　　5.08mm間距2P端子

　　方便的 RS-485 通訊接線

　　芯片的所有引腳均已引出，可通過(guò)微控制器進(jìn)行控制

　　板尺寸：44 x 14mm

　　將此模塊與 STM32F103C8 和 Arduino UNO 一起使用非常容易。使用微控制器的硬件串行端口。STM32 和 arduino UNO 中的硬件串行引腳如下所示。

　　在 STM32F103C8 中：引腳 PA9 （TX） & PA10 （RX）

　　在 Arduino Uno 中：引腳 0 （RX） & 1 （TX）

　　編程也很簡(jiǎn)單，只需使用Serial.print（）寫入 RS-485 并使用 Serial.Read（）從 RS-485 讀取，并將 RS-485 的 DE 和 RE 引腳設(shè)為低電平以接收數(shù)據(jù)并設(shè)為高電平以將數(shù)據(jù)寫入RS-485 總線。

　　所需組件

　　STM32F103C8

　　Arduino UNO

　　MAX485 TTL 到 RS485 轉(zhuǎn)換器模塊 - （2）

　　10K電位器

　　按鈕 - 3

　　LED - 3

　　電阻器

　　面包板

　　連接電線

　　電路原理圖

　　在本教程中，STM32F103C8 用作帶有一個(gè) RS-485 模塊的 Master，而 Arduino UNO 用作帶有另一個(gè) RS-485 模塊的 Slave。

　　RS-485 和 STM32F103C8 （Master） 之間的電路連接：

　　STM32F103C8 帶三個(gè)按鈕：

　　三個(gè)帶有三個(gè) 10k 下拉電阻的按鈕連接到 STM32F103C8 的引腳 PA0、PA1、PA2。

　　RS-485 和 Arduino UNO （Slave） 之間的電路連接：

　　使用三個(gè) LED，其中電阻為 330 歐姆的 LED 的陽(yáng)極連接到 Arduino UNO 的引腳 4、7、8，LED 的陰極連接到 GND。

　　為 RS485 串行通信編程 STM32F103C8 和 Arduino UNO

　　Arduino IDE 用于開(kāi)發(fā)和編程兩個(gè)板，即 STM32 和 Arduino UNO。但請(qǐng)確保您已從Tools-》Port和 Board 從Tools-》Board中選擇了相應(yīng)的 PORT 。如果您發(fā)現(xiàn)任何困難或疑問(wèn)，請(qǐng)參考在 ARDUINO IDE 中對(duì)您的 STM32 進(jìn)行編程。本教程的編程包括兩部分，第一部分用于 STM32F103C8（主），另一部分用于 Arduino UNO（從）。下面將一一解釋這兩個(gè)代碼。

　　STM32F103C8 作為主控

在主端，讀取按鈕的狀態(tài)，然后通過(guò) STM32F103C8 的硬件串行端口 1（PA9、PA10）將這些值串行寫入 RS-485 總線。到目前為止，也不需要外部庫(kù)。Arduino 具有串行通信所需的所有庫(kù)。

使用硬件串行引腳（PA9、PA10）以 9600 的 buadrate 開(kāi)始串行通信。

?

Serial1.開(kāi)始（9600）；

?

讀取 STM32F103C8 的 PA0、PA1、PA2 引腳上的按鈕狀態(tài)，并將它們存儲(chǔ)在變量 button1val、button2val、button3val 中。如果按下按鈕，則值為 HIGH，未按下時(shí)值為 LOW。

?

int button1val = digitalRead(button1); 
int button2val = digitalRead(button2); 
int button3val = digitalRead(button3);

?

在將按鈕值發(fā)送到串口之前，RS-485 的 DE 和 RE 引腳應(yīng)為高電平，連接到 STM32F103C8 的引腳 PA3（使引腳 PA3 為高電平）：

?

數(shù)字寫入（啟用引腳，高）；

?

接下來(lái)將這些值放入串行端口并根據(jù)按下哪個(gè)按鈕發(fā)送值，使用 if else 語(yǔ)句并在按下按鈕時(shí)發(fā)送相應(yīng)的值。

如果按下第一個(gè)按鈕，則條件匹配并將值“1”發(fā)送到連接 Arduino UNO 的串行端口。

?

if (button1val == HIGH) 
    { 
      int num1 = 1; 
      Serial1.println(num1); 
    }

?

類似地，當(dāng)按下按鈕 2 時(shí)，值 2 通過(guò)串行端口發(fā)送，當(dāng)按下按鈕 3 時(shí)，值 3 通過(guò)串行端口發(fā)送。

?

否則 if (button2val == HIGH) 
    { 
      int num2 =2; 
      Serial1.println(num2); 
    } 
                else if (button3val == HIGH) 
    { 
      int num3 =3; 
      Serial1.println(num3); 
    }

?

當(dāng)沒(méi)有按下按鈕時(shí)，值 0 被發(fā)送到 Arduino Uno。

?

   否則
   { 
     int num = 0; 
     Serial1.println(num); 
     }

?

這樣就完成了將 STM32 配置為主設(shè)備的編程。?

Arduino UNO 作為奴隸

在從端，Arduino UNO 接收從主 STM32F103C8 發(fā)送的整數(shù)值，該整數(shù)值可在連接 RS-485 模塊的 Arduino UNO (P0, 1) 的硬件串行端口獲得。

只需讀取值并存儲(chǔ)在變量中。根據(jù)接收到的值，連接到 Arduino GPIO 的相應(yīng) LED 會(huì)打開(kāi)或關(guān)閉。

要從主機(jī)接收值，只需將 RS-485 模塊的 DE 和 RE 引腳設(shè)為L(zhǎng)OW。所以 Arduino UNO 的 pin-2 (enablePin) 被設(shè)為低電平。

?

數(shù)字寫入（啟用引腳，低）；

?

現(xiàn)在只需讀取串行端口上可用的整數(shù)數(shù)據(jù)并將它們存儲(chǔ)在一個(gè)變量中。

?

int 接收 = Serial.parseInt();

?

根據(jù)接收到的值，即 (0, 1, 2, 3)，三個(gè) LED 中的相應(yīng)一個(gè)被打開(kāi)。

?

if (receive == 1) //根據(jù)收到的值相應(yīng)的 LED 打開(kāi)或關(guān)閉
        { 
          digitalWrite(ledpin1,HIGH); 
        } 
        else if (receive == 2) 
        { 
          digitalWrite(ledpin2,HIGH); 
        } 
        else if (receive == 3) 
        { 
          digitalWrite(ledpin3,HIGH); 
        } 
        else 
        { 
         digitalWrite(ledpin1,LOW); 
         數(shù)字寫入（ledpin2，低）；
         數(shù)字寫入（ledpin3，低）；
        }

?

　　這樣就完成了將 Arduino UNO 編程和配置為從設(shè)備。這也完成了 Arduino UNO 和 STM32 的完整配置。本教程末尾附有工作視頻和所有代碼。

　　測(cè)試 STM32F103C8 和 Arduino UNO 之間的 RS485 通信：

　　1. 當(dāng)按下連接到 Master STM32 的 Push button-1 時(shí)，連接到 Slave Arduino 的 LED 1 亮起。

　　2. 按下連接到 Master STM32 的 Push button-2 時(shí)，連接到 Slave Arduino 的 LED 2 亮起。

　　3. 同樣，當(dāng)按下按鈕 3 時(shí)，LED 3 打開(kāi)連接到從 Arduino。

主碼：STM32F103C8


//STM32F103C8和Arduino Uno之間的RS-485串行通信


#define button1 PA0

#define button2 PA1

#define button3 PA2

#define enablePin PA3



void setup()


{

Serial1.begin(9600); // 在串行 1 端口 PA9、PA10 以波特率 9600 開(kāi)始串行通信

pinMode(enablePin, OUTPUT);


pinMode（按鈕1，輸入）；

pinMode（按鈕2，輸入）；

pinMode（按鈕3，輸入）；



延遲（10）；

數(shù)字寫入（啟用引腳，高）；//（總是高，因?yàn)?Master 向 Slave 寫入數(shù)據(jù)）

}


無(wú)效循環(huán)（）

{

int button1val = digitalRead（button1）；//讀取Push Button的狀態(tài)

int button2val = digitalRead(button2);

int button3val = digitalRead(button3);



if (button1val == HIGH)

{

int num1 = 1;

Serial1.println(num1); //發(fā)送按鈕值 1 if HIGH (Pressed)

}

else if (button2val == HIGH)

{

int num2 =2;

Serial1.println(num2); //發(fā)送按鈕值 2 if HIGH (Pressed)

}

else if (button3val == HIGH)

{

int num3 =3;

Serial1.println(num3); //發(fā)送按鈕值 3 if HIGH (Pressed)

}

else

{

int num = 0;

Serial1.println(num); //如果沒(méi)有按下任何按鈕，則發(fā)送 0

}

delay(50);

}





從機(jī)代碼：Arduino UNO：

//STM32F103C8 和 Arduino Uno 之間的 RS-485 串行通信


#define enablePin 2

#define ledpin1 4

#define ledpin2 7

#define ledpin3 8


無(wú)效設(shè)置（）

{

序列.開(kāi)始（9600）；// 以波特率 9600 開(kāi)始串行通信

pinMode(ledpin1,OUTPUT);

pinMode（ledpin2，輸出）；

pinMode（ledpin3，輸出）；

pinMode(enablePin, 輸出);

延遲（10）；

數(shù)字寫入（啟用引腳，低）；//（引腳 8 始終為低電平以接收來(lái)自主機(jī)的值）

}


無(wú)效循環(huán)（）


{

while (Serial.available()) //當(dāng)串口有數(shù)據(jù)時(shí)，這個(gè)循環(huán)執(zhí)行

{

int receive = Serial.parseInt(); // 讀取從 STM32 發(fā)送的整數(shù)值



if (receive == 1) //根據(jù)接收到的值相應(yīng)的 LED 打開(kāi)或關(guān)閉

{

digitalWrite(ledpin1,HIGH);

}

else if (receive == 2)

{

digitalWrite(ledpin2,HIGH);

}

else if (receive == 3)

{

digitalWrite(ledpin3,HIGH);

}

else

{

digitalWrite(ledpin1,LOW);

數(shù)字寫入（ledpin2，低）；

數(shù)字寫入（ledpin3，低）；

}

}

}