解析单片机RS485通讯接口、控制线、原理图及程序教育实例

RS232 规范是诞生于 RS485 之前的，可是 RS232 有几处缺乏的当地：接口的信号电平值较高，到达十几 V，运用不当简略损坏接口芯片，电平规范也与TTL 电平不兼容。传输速率有限制，不能够过高，一般到一两百千比特每秒(Kb/s)就到极限了。接口运用信号线和 GND 与其它设备构成共地形式的通讯，这种共地形式传输简略发生搅扰，而且抗搅扰功用也比较弱。传输间隔有限，最多只能通讯几十米。通讯的时分只能两点之间进行通讯，不能够完结多机联网通讯。针对 RS232 接口的缺乏，就不断出现了一些新的接口规范，RS485 便是其间之一。 RS232 规范是诞生于 RS485 之前的，可是 RS232 有几处缺乏的当地：

接口的信号电平值较高，到达十几 V，运用不当简略损坏接口芯片，电平规范也与TTL 电平不兼容。

传输速率有限制，不能够过高，一般到一两百千比特每秒(Kb/s)就到极限了。

接口运用信号线和 GND 与其它设备构成共地形式的通讯，这种共地形式传输简略发生搅扰，而且抗搅扰功用也比较弱。

传输间隔有限，最多只能通讯几十米。

通讯的时分只能两点之间进行通讯，不能够完结多机联网通讯。

针对 RS232 接口的缺乏，就不断出现了一些新的接口规范，RS485 便是其间之一，它具有以下的特色：

选用差分信号。咱们在讲 A/D 的时分，讲过差分信号输入的概念，一同也介绍了差分输入的优点，最大的优势是能够按捺共模搅扰。特别当工业现场环境比较复杂，搅扰比较多时，选用差分办法能够有用的进步通讯可靠性。RS485 选用两根通讯线，通常用 A 和 B 或许 D+和 D-来表明。逻辑“1”以两线之间的电压差为+(0.2~6)V 表明，逻辑“0”以两线间的电压差为-(0.2~6)V 来表明，是一种典型的差分通讯。

RS485 通讯速率快，最大传输速度能够到达 10Mb/s 以上。

RS485 内部的物理结构，选用的是平衡驱动器和差分接纳器的组合，抗搅扰才干也大大增加。

传输间隔最远能够到达 1200 米左右，可是它的传输速率和传输间隔是成反比的，只要在 100Kb/s 以下的传输速度，才干到达最大的通讯间隔，假如需求传输更远间隔能够运用中继。

能够在总线上进行联网完结多机通讯，总线上答应挂多个收发器，从现有的 RS485芯片来看，有能够挂 32、64、128、256 等不同个设备的驱动器。

RS485 的接口十分简略，与 RS232 所运用的 MAX232 是相似的，只需求一个 RS485转化器，就能够直接与单片机的 UART 串口连接起来，而且运用彻底相同的异步串行通讯协议。可是由于 RS485 是差分通讯，因而接纳数据和发送数据是不能一同进行的，也便是说它是一种半双工通讯。那咱们怎么判别什么时分发送，什么时分接纳呢?

RS485 转化芯片许多，这节课咱们以典型的 MAX485 为例解说 RS485 通讯，如图 18-1所示。

图 18-1 MAX485 硬件接口

MAX485 是美信(Maxim)推出的一款常用 RS485 转化器。其间 5 脚和 8 脚是电源引脚;6脚和 7 脚便是 RS485 通讯中的 A 和 B 两个引脚;1 脚和 4 脚别离接到单片机的 RXD 和 TXD引脚上，直接运用单片机 UART 进行数据接纳和发送;2 脚和 3 脚是方向引脚，其间 2 脚是低电平使能接纳器，3 脚是高电平使能输出驱动器，咱们把这两个引脚连到一同，往常不发送数据的时分，坚持这两个引脚是低电平，让 MAX485 处于接纳状况，当需求发送数据的时分，把这个引脚拉高，发送数据，发送结束后再拉低这个引脚就能够了。为了进步 RS485 的抗搅扰才干，需求在接近 MAX485 的 A 和 B 引脚之间并接一个电阻，这个电阻阻值从 100欧到 1K 都是能够。

在这里咱们还要介绍一下怎么运用 KST-51 单片机开发板进行外围扩展试验。咱们的开发板只能把根本的功用给同学们做出来供给试验操练，可是同学们学习的脚步不应该停留在这个试验板上。假如想进行更多的试验，就能够经过单片机开发板的扩展接口进行扩展试验。咱们能够看到蓝绿色的单片机座周围有 32 个插针，这 32 个插针便是把单片机的 32 个 IO 引脚全部都引出来了。在原理图上体现出来的便是 J4、J5、J6、J7 这 4 个器材，如图 18-2 所示。

图 18-2 单片机扩展接口

这 32 个 IO 口中并不是一切的都能够用来对外扩展，其间既作为数据输出，又能够作为数据输入的引脚是不能够用的，比方 P3.2、P3.4、P3.6 引脚，这三个引脚是不可用的。比方P3.2 这个引脚，假如咱们用来扩展，发送的信号假如和 DS18B20 的时序符合，会导致 DS18B20拉低引脚，影响通讯。除这 3 个 IO 口以外的其它 29 个，都能够运用杜邦线接上插针，扩展出来运用。当然了，假如把当时的 IO 口应用于扩展功用了，板子上的相应功用就完结不了了，也便是说需求扩展功用和板载功用之间二选一。

在进行 RS485 试验中，咱们通讯用的引脚有必要是 P3.0 和 P3.1，此外还有一个方向操控引脚，咱们运用杜邦线将其连接到 P1.7 上去。RS485 的别的一端，咱们能够运用一个 USB转 RS485 模块，用双绞线把开发板和模块上的 A 和 B 别离对应连起来，USB 那头刺进电脑，然后就能够进行通讯了。

学习了第 13 章有用的串口通讯办法和程序后，做这种串口通讯的办法就很简略了，根本是共同的。咱们运用有用串口通讯例程的思路，做了一个简略的程序，经过串口调试帮手下发恣意个字符，单片机接纳到后在结尾增加“回车+换行”符后再送回，在调试帮手上从头显示出来，先把程序贴出来。

程序中需求留意的一点是：由于往常都是将 MAX485 设置为接纳状况，只要在发送数据的时分才将 MAX485 改为发送状况，所以在 UartWrite()函数最初将 MAX485 方向引脚拉高，函数退出前再拉低。可是这里有一个细节，便是单片机的发送和接纳中止发生的时刻都是在中止位的一半上，也便是说每逢中止位传送了一半的时分，RI 或 TI 就现已置位而且立刻进入中止(假如中止使能的话)函数了，接纳的时分天然不会存在问题，但发送的时分就不相同了：当紧接着向 SBUF 写入一个字节数据时，UART 硬件会在完结上一个中止位的发送后，再开端新字节的发送，但假如此刻不是持续发送下一个字节，而是现已发送结束了，要中止发送并将 MAX485 方向引脚拉低以使 MAX485 从头处于接纳状况时就有问题了，由于这时分最终的这个中止位实践只发送了一半，还没有彻底完结，所以就有了 UartWrite()函数内DelayX10us(5)这个操作，这是人为的增加了 50us 的延时，这 50us 的时刻正好让剩余的一半中止位完结，那么这个时刻天然便是由通讯波特率决议的了，为波特率周期的一半。