目录产品概述硬件说明芯片引脚功能概述 MAX SN65HVD 操作与现象准备工作跳线说明工作原理

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锵刑武潘
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1 RS485 CAN Shield 用户手册产品概述 RS485 CAN Shield 是为 NUCLEO/XNUCLEO 开发的一款的带 RS485 和 CAN 通信功能的扩展板, 具备 RS485 CAN 通信功能特点 : 基于 Arduino 标准接口设计, 兼容 UNO Leonardo NUCLEO XNUCLEO 开发板具备 RS485 功能, 收发器为 MAX3485,3.3V 供电具备 CAN 功能, 收发器为 SN65HVD230,3.3V 供电注意 :1 使用 3.3V 供电 ; 2 UNO Leonardo 等 Arduino 由于硬件限制, 无法使用 CAN 功能 1

2 目录产品概述硬件说明芯片引脚功能概述 MAX SN65HVD 操作与现象准备工作跳线说明工作原理发送端程序说明接收端程序说明实验现象

3 1. 硬件说明 1.1. 芯片引脚功能概述 MAX3485 MAX3485 接口芯片是 Maxim 公司的一种 RS-485 驱动芯片用于 RS-485 通信的低功耗收发器采用单一电源 +3.3 V 工作, 采用半双工通讯方式 RO 和 DI 端分别为接收器的输出和驱动器的输入端 ;/RE 和 DE 端分别为接收和发送的使能端, 当 /RE 为逻辑 0 时, 器件处于接收状态 ; 当 DE 为逻辑 1 时, 器件处于发送状态 ;A 端和 B 端分别为接收和发送的差分信号端, 当 A 引脚的电平高于 B 时, 代表发送的数据为 1; 当 A 的电平低于 B 端时, 代表发送的数据为 0 A 和 B 端之间加匹配电阻, 一般可选 100Ω 的电阻引脚名称说明 RO 1 R 8 V CC 1 RO 接收器输出 Receiver Output RE 2 7 B 2 RE 接收输出使能 Receiver Output Enable 低电平有效 Active LOW DE 3 DI 4 D SP485 6 A 5 GND Top View SP485/MAX485/SP3485/MAX3485 引脚 ( 顶视图 ) 3 DE 发送输出使能 Driver Output Enable 高电平有效 Active HIGH 4 DI 输出驱动器输入 Driver Input 5 GND 地 Ground Connection 6 A 差分信号正向端 Driver Output/Receiver Input. Non-inverting 7 B 差分信号反向端 Driver Output/Receiver Input. Inverting 8 V CC SP485 / MAX485 是 5V 的 RS485 收发器 SP3485 / MAX3485 是 3.3V 的 RS485 收发器 SN65HVD230 SN65HVD230 是德州仪器公司生产的 3.3V CAN 收发器, 改器件适用于较高通信速率良好抗干扰能力和高可靠性 CAN 总线的串行通信 SN65HVD230 具有高速斜率和等待 3 种不同的工作模式其工作模式控制可通过 Rs 控制引脚来实现 CAN 控制器的输出引脚 Tx 接到 SN65HVD230 的数据输入端 D, 可将此 CAN 节点发送的数据传送到 CAN 网络中 ; 而 CAN 控制器的接收引脚 Rx 和 SN65HVD230 的数据输出端 R 相连, 用于接收数据 3

4 D GND V CC R SN65HVD230 引脚 ( 顶视图 ) R S CANH CANL V ref 引脚名称说明 1 D 驱动输入 Driver input 2 GND 电源地线 Ground 3 V CC 电源线 Supply voltage 4 R 接收输出 Receiver output 5 V ref 参考输出 Reference output 6 CANL 低总线输出 Low bus output 7 CANH 高总线输出 High bus output 8 RS 工作模式控制端 Standby/slope control 2. 操作与现象 2.1. 准备工作 RS485 CAN Shield 模块两个 STM32 开发板两个 ( 本手册用的是的 Xnucleo 开发板, 主控芯片是 STM32F103R) 杜邦线若干 2.2. 跳线说明 D14(PB_9) D15(PB_8) 分别作为默认 CAN 的发送端和接收端注 :PB_9,PB_8 作为 STM32 CAN1 管脚时编程需打开管脚重映射 GPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap1_CAN1, ENABLE); D7(PA_8) 是 RS485 的发送接收使能端, 高电平时为发送状态, 低电平时为接收状态 D8(PA_9) D2(PA_10) 和 D0(PA_2) D1(PA_3) 分别是 UART1 和 UART2 的发送端和接收端可通过跳线帽选择 UART1 或 UART2 作为 RS485 的输出输入端注 :Xnucleo 默认 PA_2 PA_3 作为串口转 USB 端口若要用 D0 D1 作为 RS485 的串口, 则还需变换 Xnucleo 中 JP4 相应跳线用跳线帽将 1 3 管脚短接,2 4 管脚短接 Xuncleo 原理图中 JP4 串口跳线如下图所示 : 4

5 JP 4 D0 /RX PA 3/RX PA 10/RX TXD RXD D1 /T X PA 2/T X PA 9/T X Header 4X2 模块间通信,CAN 端口的 H,L 分别和另一个模块的 CAN 端口 H,L 对接 RS485 端口的 A,B 分别和另一个模块的 RS485 端口 A,B 对接 2.3. 工作原理本测试程序采用 mbed 框架 +stm32 库函数的形式, 分为发送程序和接收程序两个程序 CAN: CAN 驱动程序采用 STM32 库函数编写, 封装在 CAN.cpp 和 CAN.h 两个文件中程序开始调用 CAN 初始化函数 CAN_Config() 配置相关寄存器将要发送的数据保存在发送邮箱 (TxMessage) 中, 再调用驱动函数 CAN_Transmit(CAN1, &TxMessage) 发送出去而接收程序侧调用 CAN_Receive(CAN1, CAN_FIFO0, &RxMessage); 将接收到的数据保存在接收邮箱 (RxMessage) 中 RS485: 发送端程序控制 RS485_E 为高电平, 使 RS485 处于发送状态, 通过 RS485.printf 函数让数据通过 RS485 串口发送出去而接收程序则开启接收中断, 程序控制 RS485_E 为低电平, 使 RS485 处于接收状态, 中断服务函数通过 RS485.scanf 扫描接收到的数据接线 : D14 D15 分别是默认 CAN 的发送端和接收端 D8 D2 是 RS485 的发送端和接收端 D7 是 RS485 发送接收使能端 D0 D1 将信息输出到 PC 端的串口 CAN 端口的 H,L 分别和另一个模块的 CAN 端口 H,L 对接 RS485 端口的 A,B 分别和另一个模块的 RS485 端口 A,B 对接发送端程序说明 5

6 程序开始调用 CAN 初始化函数, 配置相关寄存器 CAN 通信侧建立一个发送邮箱 TXMsg, 将要发送的数据保存在邮箱中, 再调用驱动函数发送出去控制 RS485_E 为高电平, 使 RS485 处于发送状态, 通过连接到 RS485 的串口将数据发送出去 #include "mbed.h" #include "CAN.h" Serial pc(d1,d0); Serial RS485(D8, D2); DigitalOut RS485_E(D7); //serial print message //RS485_TX RS485_RX //RS485_E CanTxMsg TxMessage; uint8_t TransmitMailbox = 0; int i =0,j=0; int main() { CAN_Config();//CAN 初始化 RS485_E = 1;// 使能 RS485 发送状态 /* TxMessage */ // 设置发送邮箱数据 TxMessage.StdId = 0x10; TxMessage.ExtId = 0x1234; TxMessage.RTR=CAN_RTR_DATA; TxMessage.IDE=CAN_ID_STD; TxMessage.DLC=8; TxMessage.Data[0] = 'C'; TxMessage.Data[1] = 'A'; TxMessage.Data[2] = 'N'; TxMessage.Data[3] = ' '; TxMessage.Data[4] = 'T'; TxMessage.Data[5] = 'e'; TxMessage.Data[6] = 's'; TxMessage.Data[7] = 't'; pc.printf( "**** This is a RS485_CAN_Shield Send test program ****\r\n"); while(1) { RS485.printf("ncounter=%d ",j);//rs485 发送数据 wait(1); 6

7 TransmitMailbox = CAN_Transmit(CAN1, &TxMessage);//CAN 发送数据 i = 0; while((can_transmitstatus(can1, TransmitMailbox)!= CANTXOK) && (i!= 0xFFF)){ i++; if(i == 0xFFF){ pc.printf("\r\can send fail\r\n");// 等待超时, 发送失败 else{ pc.printf("\r\ncan send TxMessage successful \r\n"); // 发送成功 pc.printf("\r\nrs485 send: counter=%d\r\n",j++);// 打印发送内容 pc.printf("the CAN TxMsg: %s\r\n",txmessage.data); wait(1); 接收端程序说明程序开始调用 CAN 初始化函数, 配置相关寄存器使能 RS485 接收中断函数, 控制 RS485_E 为低电平, 使 RS485 处于接收状态, 中断处理函数中接 RS485 接收到的信息通过串口打印显示出来 CAN 通信侧采用查询的方式, 如果有 FIFO 中有数据, 侧接收数据保存到接收邮箱 RxMsg 中, 再通过串口打印出来 #include "mbed.h" #include "CAN.h" Serial pc(d1,d0); Serial RS485(D8, D2); DigitalOut RS485_E(D7); //serial print message //RS485_TX RS485_RX //RS485_E CanRxMsg RxMessage; char s[1024]; //RxMessage void callback()//rs485 接收中断处理函数 7

8 {// Note: you need to actually read from the serial to clear the RX interrupt RS485.scanf("%s",s);// 保存接收数据 pc.printf("\r\nrs485 Receive:%s \r\n",s);// 打印接收信息 int main() { CAN_Config();//CAN 初始化 RS485.attach(&callback);// 开启 RS485 接收中断 RS485_E = 0;// 使能接收状态 pc.printf( "**** This is a can receive test program ****\r\n"); while(1) { while(can_messagepending(can1, CAN_FIFO0) < 1)// 等待数据到来 { CAN_Receive(CAN1, CAN_FIFO0, &RxMessage);//CAN 接收数据 pc.printf("the CAN RxMsg: %s\r\n",rxmessage.data);// 打印接收数据实验现象发送端串口输出 : **** This is a RS485_CAN_Shield Send test program **** CAN send TxMessage successful RS485 send: counter=0 The CAN TxMsg: CAN Test CAN send TxMessage successful RS485 send: counter=1 The CAN TxMsg: CAN Test CAN send TxMessage successful RS485 send: counter=2 The CAN TxMsg: CAN Test 8

9 接收端串口输出 : **** This is a can receive test program **** RS485 Receive:ncounter=0 The CAN RxMsg: CAN Test RS485 Receive:ncounter=1 The CAN RxMsg: CAN Test RS485 Receive:ncounter=2 The CAN RxMsg: CAN Test RS485 Receive:ncounter=3 The CAN RxMsg: CAN Test 9

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