基于STM32的RS-485数据通信稳定性
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张微 王韵琪 杨博云【摘要】RS-485是一种工业控制环境中常用的串口通信协议,它具有抗干扰能力强,传输距离远的特点。本文利用RS-485实现上位机与STM32的数据发送与接收,并在不同环境下对其通信稳定性进行了测试。【关键词】RS-485;STM32;数据通信TP334.3;TP368.1:A:2095-2457(2019)29-0094-002DOI:10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.29.043StabilityAnalysisofRS485DataCommunicationbasedonSTM32ZHANGWeiWANGYun-qiYANGBo-yun(CollegeofElectornic&InformationEngineering,SuzhouVocationalUniversity,SuzhouJiangsu215021,China)【Abstract】RS-485isacommunicationprotocolwidelyusedinindustrialcontrolenvironment.Ithasthecharacteristicsofstronganti-interferenceandlongtransmissiondistance.ThispaperintroducehowtouseRS485tosendandreceivedatabetweenhostcomputerandSTM32,andanalyseitscommunicationstabilityindifferentharshenvironments.【Keywords】RS-485;STM32;DateCommucation0引言RS-485通信是由RS-232通信改进而来,其协议层不变,只是改进了物理层。与此同时,传输的信号由单端信号改为差分信号,因此具有传输距离长,传输效率高,可适用于多机通讯的特点[1]。如今,其应用范围已扩展到了机械工业、交通工业、医疗设备、建筑、環境控制等。本课题使用嵌入式微控制器STM32编写程序,实现上位机与STM32的RS-485通讯,并在不同环境下对其通信稳定性进行测试。1硬件线路设计硬件部分结构图如图1,CPU类型为STM32F107VC,STM32F107VC是意法半导体公司推出的性能较强的全新STM32互连型系列微控制器,此芯片集成了各种高性能工业标准接口,工作温度范围–40~+105°C,最大工作频率72MHz,为低功耗设计应用提供了一组完整的节电模式[2]。Max3485是一种+3.3V低功耗半双工收发器,它可以满足RS-485串行协议通信要求。同时兼容工业标准规范,带负载条件下数据传输速率高达10Mbs。自带低功耗关断模式,输出短路保护功能。工作温度范围为-40℃-85℃。如图1所示,上位机通过RS-485串口调试软件向STM32发送数据,微处理控制器接收到数据后返回原数据到上位机,设置上位机串口调试软件的参数为波特率为115200bit/s,8个数据位,1个停止位,偶校验。上位机串口调试软件显示接收到的数据
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示通信成功。通过在不同温度,不同电磁干扰条件下不间断发送数据,测试数据传输的稳定性。图1RS-485通信硬件结构示意图2软件程序设计软件部分结构图如图2,软件部分主要包括初始化、数据接收检测和数据发送三部分。图2RS-485通信软件结构示意图初始化部分包括标识定义,时钟使能,GPIO端口使能等等。主程序部分通过定义一个标识符RS485_REC_Flag代表是否接收到数据,如果标识符为1,表示STM32接收到数据,后通过数据发送程序将接收到的数据返回到上位机串口调试软件。通过恒温箱分别在高温45℃和低温-25℃下进行实验,自动发送10000条重复数据,并计算误差率,误差率为0。通过EMI测试仪分别将RS-485通讯数据线放置在不同的噪声环境中,自动发送10000条数据,误差率为0,可以看出采用差分信号传输的RS-485通信稳定性很高[3]。部分主程序代码如下:intmain(void){...while(1){if(RS485_REC_Flag==1){RS485_REC_Flag=0;RS485_Send_Data(RS485_buff,RS485_rec_counter);RS485_rec_counter=0;}}}3结束语本文主要讲述了利用RS-485实现上位机和STM32的数据接收与发送,并在不同实验环境下测试了其通信稳定性,测试结果表明采用差分信号传输的RS-485通信传输数据稳定性较好,验证了理论分析。学校在目前的《工业数据通信与控制网络》课程教学过程中,有profibubus总线通讯实验,CAN总线通讯实验,本实验为后续RS-485串口通讯实验的开展打下了一定的基础。【参考文献】[1]吴皓月,浅谈RS232与RS485串行通讯,《中国新通信》,2016.10.[2]姚宇阳,基于SJA1000的双CAN收发器通信实现,《科技视界》,2019.4.[3]姜传彦,工业现场RS485通讯干扰问题处理,《科技创新与应用》,2019.2. -全文完-