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STM32F4芯片RS485使用记录

news 2025/9/7 9:35:48

STM32与RS485通信技术概述

  • RS485标准简介：差分信号、半双工通信、多点通信优势
  • STM32微控制器支持的外设：USART/UART与RS485的硬件连接需求
  • 典型应用场景：工业控制、传感器网络、长距离数据传输

硬件配置要求：

  • USART2配置为波特率9600，8数据位，无奇偶校验，1停止位
  • GPIO控制RS485收发方向（如PA1作为DE/RE控制引脚），却决于硬件如何连接不一定是PA1也可以是其他引脚。
    在这里插入图片描述

SP3485引脚功能说明

SP3485是一款低功耗半双工RS-485收发器芯片，以下是其8个引脚的详细功能：

引脚1（RO）
接收器输出端。将总线上的差分信号转换为TTL电平信号输出至控制器
数据流是：RS485_TXD -> MCU_UART2_PA3_RXD。器件要属于发送模式。

引脚2（RE#）
接收使能端（低电平有效）。当该引脚为低时，接收器处于工作状态；为高时接收器输出高阻态。

引脚3（DE）
驱动器使能端（高电平有效）。当该引脚为高时，驱动器处于工作状态；为低时驱动器输出高阻态。
总结：
RE 引脚跟 DE引脚是两个控制引脚，RE是低电平有效，当它为低电平时候，接收器处于工作状态，一般在发送完成数据后我们要立即设置成接收模式，就会设置这个引脚变成低电平。同样的，DE如果设置成高电平，驱动器处于工作状态，就是可以发送数据，所以我们会在发送数据前，拉高DE管脚，发送数据后我们会拉低RE引脚。
思考：为什么两个引脚要接在一起。
将SP3485的2脚（DE，驱动器使能）和3脚（/RE，接收器使能）通过跳线或直接焊接短接。这种连接方式使得两个控制引脚同步工作：
当DE为高电平时，/RE也为高电平（由于两者短接），此时芯片处于发送模式。对应的MCU就是接收数据。
当DE为低电平时，/RE也为低电平，芯片处于接收模式。对应的MCU就是发送数据，写代码的时候要特别注意。
这是AI写的一个代码 大概是这个意思，通过一个IO进行模式的切换。
// 发送数据前
HAL_GPIO_WritePin(DE_RE_GPIO_Port, DE_RE_Pin, GPIO_PIN_SET); // 使能发送
// 发送完成后
HAL_GPIO_WritePin(DE_RE_GPIO_Port, DE_RE_Pin, GPIO_PIN_RESET); // 切换为接收

引脚4（DI）
驱动器输入端。将控制器的TTL电平信号转换为差分信号输出至总线。
数据流是：MCU_UART2_PA2_TXD-> RS485_TXD。器件要处于接收模式。

引脚5（GND）
电源地。所有信号参考的公共地线。

引脚6（A）
总线正端。RS-485差分信号的正向传输线，需接120Ω终端电阻。

引脚7（B）
总线负端。RS-485差分信号的负向传输线，需接120Ω终端电阻。

引脚8（VCC）
电源正极。典型工作电压范围为3.0V至3.6V，最大不超过3.6V。

典型连接注意事项

  • RE#和DE引脚可并联控制，半双工模式下通常由同一GPIO控制
  • A/B总线建议串联22Ω电阻并增加TVS二极管防护
  • 空闲状态下，RO输出高电平（总线A>B时输出高，A<B时输出低）
  • 芯片静态电流典型值300μA，适合低功耗应用场景

失效保护特性

当总线开路/短路时，RO引脚会保持高电平输出，避免不确定状态。驱动器的短路电流限制可防止总线冲突损坏器件。

以下是基于STM32F407VGT6的配置代码，使用ST标准库实现USART2（PA2-TX, PA3-RX）与485芯片通信，通过PG8控制RE/DE引脚，并利用空闲中断和接收中断完成数据收发。
USART2与GPIO初始化
#include “stm32f4xx.h”
#include “stm32f4xx_gpio.h”
#include “stm32f4xx_rcc.h”
#include “stm32f4xx_usart.h”

#define RE_DE_PIN GPIO_Pin_8
#define RE_DE_PORT GPIOG

void GPIO_Configuration(void) {
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;

// 使能GPIO和USART时钟
RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA | RCC_AHB1Periph_GPIOG, ENABLE);
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_USART2, ENABLE);// 配置PA2(TX), PA3(RX)为复用功能
GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2 | GPIO_Pin_3;
GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;
GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_InitStruct.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;
GPIO_InitStruct.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);
GPIO_PinAFConfig(GPIOA, GPIO_PinSource2, GPIO_AF_USART2);
GPIO_PinAFConfig(GPIOA, GPIO_PinSource3, GPIO_AF_USART2);// 配置PG8(RE/DE)为推挽输出
GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = RE_DE_PIN;
GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT;
GPIO_InitStruct.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;
GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(RE_DE_PORT, &GPIO_InitStruct);
GPIO_ResetBits(RE_DE_PORT, RE_DE_PIN); // 默认接收模式

}

void USART2_Configuration(void) {
USART_InitTypeDef USART_InitStruct;
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStruct;

USART_InitStruct.USART_BaudRate = 115200;
USART_InitStruct.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;
USART_InitStruct.USART_StopBits = USART_StopBits_1;
USART_InitStruct.USART_Parity = USART_Parity_No;
USART_InitStruct.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;
USART_InitStruct.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;
USART_Init(USART2, &USART_InitStruct);// 使能接收中断和空闲中断
USART_ITConfig(USART2, USART_IT_RXNE, ENABLE);
USART_ITConfig(USART2, USART_IT_IDLE, ENABLE);// 配置NVIC
NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannel = USART2_IRQn;
NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;
NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;
NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
NVIC_Init(&NVIC_InitStruct);USART_Cmd(USART2, ENABLE);

}

中断服务函数与模式切换
volatile uint8_t RxBuffer[256];
volatile uint16_t RxIndex = 0;
volatile uint8_t RxFlag = 0;

void USART2_IRQHandler(void) {
if (USART_GetITStatus(USART2, USART_IT_RXNE) != RESET) {
RxBuffer[RxIndex++] = USART_ReceiveData(USART2);
USART_ClearITPendingBit(USART2, USART_IT_RXNE);
}

if (USART_GetITStatus(USART2, USART_IT_IDLE) != RESET) {USART_ReceiveData(USART2); // 清除IDLE标志RxFlag = 1; // 标记数据接收完成USART_ClearITPendingBit(USART2, USART_IT_IDLE);
}

}

void Set_485_TxMode(void) {
GPIO_SetBits(RE_DE_PORT, RE_DE_PIN); // RE/DE=1: 发送模式
}

void Set_485_RxMode(void) {
GPIO_ResetBits(RE_DE_PORT, RE_DE_PIN); // RE/DE=0: 接收模式
}

数据发送函数
void USART2_SendData(uint8_t *data, uint16_t len) {
Set_485_TxMode(); // 切换至发送模式
for (uint16_t i = 0; i < len; i++) {
USART_SendData(USART2, data[i]);
while (USART_GetFlagStatus(USART2, USART_FLAG_TXE) == RESET);
}
while (USART_GetFlagStatus(USART2, USART_FLAG_TC) == RESET); // 等待发送完成
Set_485_RxMode(); // 切换回接收模式
}

主函数示例
int main(void) {
GPIO_Configuration();
USART2_Configuration();

while (1) {if (RxFlag) { // 接收到完整数据帧RxFlag = 0;// 处理RxBuffer中的数据...USART2_SendData((uint8_t *)RxBuffer, RxIndex); // 回传数据RxIndex = 0; // 重置接收索引}
}

}

关键配置说明

485模式控制：PG8引脚高电平为发送模式，低电平为接收模式，通过Set_485_TxMode()和Set_485_RxMode()切换。
中断机制：USART_IT_RXNE中断逐字节接收数据，USART_IT_IDLE中断检测帧结束。
数据缓冲：使用RxBuffer存储接收数据，RxFlag标记帧接收完成。
波特率：示例设置为115200，可根据实际需求修改USART_InitStruct.USART_BaudRate。

使用时需在工程中包含STM32F4标准库头文件，并确保中断优先级配置合理。

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