基于stm32F4探索者，通过RS485通信模块读取红外测温仪的温度数据_rs485设备读取数据

1. 实验目的

使用STM32F4的串口 2 来实现开发板和红外测温仪的RS485 通信，并将结果通过串口1打印出来，通过串口助手进行显示。

2. 实验准备和流程

2.1 实验准备

2.1.1 RS485简介

  RS485是一种串行通信协议，用于在多个设备之间进行数据通信。它定义了电气特性、信号线配置和通信协议，使得多个设备能够通过一对差分信号线进行全双工通信。特别适用于长距离通信和多设备连接的应用。
  特点：
  1.差分信号：RS485使用两根信号线（A和B）来传输数据，其中一个为正向传输，另一个为反向传输。这种差分信号传输方式使其具有较强的抗干扰能力，适合在噪声较高的工业环境中使用。
  2.多点通信：RS485支持多点通信，即多个设备可以连接在同一条信号线上，实现全双工通信。每个设备都有一个唯一的地址，用于标识设备之间的通信。
  3.半双工或全双工：RS485可以在半双工或全双工模式下运行。在半双工模式下，设备在发送和接收之间切换；在全双工模式下，设备可以同时发送和接收数据。
  4.传输距离和传输速率：RS485支持较长的传输距离，通常可以达到数百米，甚至更远。RS485支持多种传输速率，通常从几百位每秒到数兆位每秒不等，具体速率取决于硬件设备的支持能力。
  5.控制信号：除了数据传输信号线外，RS485通信中还包括一个控制信号RTS（请求发送），用于协调设备之间的数据传输。

2.1.2 正点原子RS485硬件连接

                    
   如图所示，探索者 STM32F4 开发板采用 SP3485 作为收发器，该芯片支持 3.3V 供电，最大传输速度可达 10Mbps，支持多达 32 个节点，并且有输出短路保护。图中 A、B 总线接口，用于连接 485 总线。RO 是接收输出端，DI 是发送数据收入端，RE是接收使能信号（低电平有效），DE 是发送使能信号（高电平有效）。
  
  
        
   如图所示，STM32F4 的串口 2 通过 P9 端口设置，连接到 SP3485，通过 STM32F4的PG8控制 SP3485 的收发，当 PG8=0 的时候，为接收模式；当 PG8=1 的时候，为发送模式。
  所以需要配置的GPIO口有PG8（控制收发），PA2（USART_TX），PA3（USART_RX），这三个GPIO引脚。
  
  
              
   如图所示，通过跳线帽将PA2和PA3分别连接到485_TX和 485_RX 上面，这样才能保证通过串口2进行正常通信。
  

2.1.3 红外测温仪的通信协议

        
   如图所示，通过发送8个16进制数据，在返回的7个16进制数据中，解析第4和5位，再除以10，即可得到温度值。
  

2.2 实验流程

  这里使用按键触发发送指令，按下按键1，即进行一次测温。
  具体流程如下：
   1.初始化RS485；
   2.初始化串口1；
   3.初始化按键；
   4.编写main.c函数。

2.2.1 初始化RS485

#ifndef r_s485.h
  #define r_s485.h	
	#include "sys.h"	
extern u8 RS485_RX_BUF[64]; 		//接收缓冲,最大64个字节
extern u8 RS485_RX_CNT;   			//接收到的数据长度
//模式控制
#define RS485_TX_EN		PGout(8)	//485模式控制.0,接收;1,发送.
//如果想串口中断接收，设置EN_USART2_RX为1，否则设置为0
#define EN_USART2_RX 	1			//0,不接收;1,接收.						 
void RS485_Init(u32 bound);
void RS485_Send_Data(u8 *buf,u8 len);
void RS485_Receive_Data(u8 *buf,u8 *len);	
//float Temp_Read(void);
#endif 
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#if EN_USART2_RX   		   //如果使能了接收   	  
//接收缓存区 	
u8 RS485_RX_BUF[64];  	//接收缓冲,最大64个字节.
//接收到的数据长度
u8 RS485_RX_CNT=0;   
void USART2_IRQHandler(void)   //接收中断
{
	u8 res;	   
	if(USART_GetITStatus(USART2, USART_IT_RXNE) != RESET)//接收到数据
	{	 	
	  res =USART_ReceiveData(USART2);//;读取接收到的数据USART2->DR
		if(RS485_RX_CNT<64)
		{
			RS485_RX_BUF[RS485_RX_CNT]=res;		//记录接收到的值
			RS485_RX_CNT++;						//接收数据增加1 
		} 
	}
//   printf("len = %d\r\n",100);	
} 
#endif										 
//初始化IO 串口2
//bound:波特率	  
void RS485_Init(u32 bound)
{  	 
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
	NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
	
	RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA,ENABLE); //使能GPIOA时钟
	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_USART2,ENABLE);//使能USART2时钟
	RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOG, ENABLE);//使能PG时钟  
	
    //串口2引脚复用映射
	GPIO_PinAFConfig(GPIOA,GPIO_PinSource2,GPIO_AF_USART2); //GPIOA2复用为USART2
	GPIO_PinAFConfig(GPIOA,GPIO_PinSource3,GPIO_AF_USART2); //GPIOA3复用为USART2
	
	//USART2    
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2 | GPIO_Pin_3; //GPIOA2与GPIOA3
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;//复用功能
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz;	//速度100MHz
	GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP; //推挽复用输出
	GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP; //上拉
	GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure); //初始化PA2，PA3
	//PG8推挽输出，485模式控制                                                   //设置485的收发模式
   GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8; //GPIOG8
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT;  //输出
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz;	//速度100MHz
	GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP; //推挽输出
	GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP; //上拉
	GPIO_Init(GPIOG,&GPIO_InitStructure); //初始化PG8
   //USART2 初始化设置
	USART_InitStructure.USART_BaudRate = bound;//波特率设置
	USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;//字长为8位数据格式
	USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;//一个停止位
	USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;//无奇偶校验位
	USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;//无硬件数据流控制
	USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;	//收发模式
    USART_Init(USART2, &USART_InitStructure); //初始化串口2
    USART_Cmd(USART2, ENABLE);  //使能串口 2
    USART_ClearFlag(USART2, USART_FLAG_TC);  //清除相应的标志位
#if EN_USART2_RX	
	USART_ITConfig(USART2, USART_IT_RXNE, ENABLE);//开启接受中断
	//Usart2 NVIC 配置
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART2_IRQn;
	NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);//设置系统中断优先级分组2
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=3;//抢占优先级3
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority =3;		//子优先级3
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;			//IRQ通道使能
	NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);	//根据指定的参数初始化VIC寄存器、
#endif
	RS485_TX_EN=0;				//默认为接收模式 	
}
//RS485发送len个字节.
//buf:发送区首地址
//len:发送的字节数(为了和本代码的接收匹配,这里建议不要超过64个字节)
void RS485_Send_Data(u8 *buf,u8 len)
{
	u8 t;
	RS485_TX_EN=1;			//设置为发送模式
  	for(t=0;t<len;t++)		//循环发送数据
	{
	  while(USART_GetFlagStatus(USART2,USART_FLAG_TC)==RESET); //等待发送结束		
    USART_SendData(USART2,buf[t]); //发送数据
	}	 
	while(USART_GetFlagStatus(USART2,USART_FLAG_TC)==RESET); //等待发送结束		
	RS485_RX_CNT=0;	       //接收数据设置为0
	RS485_TX_EN=0;				 //设置为接收模式	
}
//RS485查询接收到的数据
//buf:接收缓存首地址
//len:读到的数据长度
void RS485_Receive_Data(u8 *buf,u8 *len)   //接收会进入到中断
{
	u8 rxlen=RS485_RX_CNT;
	u8 i=0;
	*len=0;				//默认为0
	delay_ms(10);		//等待10ms,连续超过10ms没有接收到一个数据,则认为接收结束
	if(rxlen==RS485_RX_CNT&&rxlen)//接收到了数据,且接收完成了
	{
		for(i=0;i<rxlen;i++)
		{
			buf[i]=RS485_RX_BUF[i];	 //把buff里面的值取出来
		}		
		*len=RS485_RX_CNT;	//记录本次数据长度
		RS485_RX_CNT=0;		//清零
	}
}
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2.2.2 初始化串口1

void uart_init(u32 bound){
   //GPIO端口设置
   GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
	NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
	
	RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA,ENABLE); //使能GPIOA时钟
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1,ENABLE);//使能USART1时钟
 
	//串口1对应引脚复用映射
	GPIO_PinAFConfig(GPIOA,GPIO_PinSource9,GPIO_AF_USART1); //GPIOA9复用为USART1
	GPIO_PinAFConfig(GPIOA,GPIO_PinSource10,GPIO_AF_USART1); //GPIOA10复用为USART1
	
	//USART1端口配置
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9 | GPIO_Pin_10; //GPIOA9与GPIOA10
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;//复用功能
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;	//速度50MHz
	GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP; //推挽复用输出
	GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP; //上拉
	GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure); //初始化PA9，PA10

   //USART1 初始化设置
	USART_InitStructure.USART_BaudRate = bound;//波特率设置
	USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;//字长为8位数据格式
	USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;//一个停止位
	USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;//无奇偶校验位
	USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;//无硬件数据流控制
	USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;	//收发模式
    USART_Init(USART1, &USART_InitStructure); //初始化串口1
	
   USART_Cmd(USART1, ENABLE);  //使能串口1 
#if EN_USART1_RX	
	USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE);//开启相关中断
	//Usart1 NVIC 配置
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;//串口1中断通道
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=3;//抢占优先级3
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority =3;		//子优先级3
	NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;			//IRQ通道使能
	NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);	//根据指定的参数初始化VIC寄存器、
#endif
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2.2.3 初始化按键

void KEY_Init(void)
{
  GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;
  RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA|RCC_AHB1Periph_GPIOE, ENABLE);//使能GPIOA,GPIOE时钟
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2|GPIO_Pin_3|GPIO_Pin_4; //KEY0 KEY1 KEY2对应引脚
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN;//普通输入模式
  GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz;//100M
  GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;//上拉
  GPIO_Init(GPIOE, &GPIO_InitStructure);//初始化GPIOE2,3,4
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;//WK_UP对应引脚PA0
  GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_DOWN ;//下拉
  GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);//初始化GPIOA0
}

u8 KEY_Scan(u8 mode)
{	 
	static u8 key_up=1;//按键按松开标志
	if(mode)key_up=1;  //支持连按		  
	if(key_up&&(KEY0==0||KEY1==0||KEY2==0||WK_UP==1))
	{
		delay_ms(10);//去抖动 
		key_up=0;
		if(KEY0==0)return 1;
		else if(KEY1==0)return 2;
		else if(KEY2==0)return 3;
		else if(WK_UP==1)return 4;
	}else if(KEY0==1&&KEY1==1&&KEY2==1&&WK_UP==0)key_up=1; 	    
 	return 0;// 无按键按下
}
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2.2.4 编写main.c函数

int main(void){
     delay_init(168);       //初始化延时函数
     uart_init(115200);     //初始化串口
     KEY_Init(); 			//按键初始化  
     RS485_Init(9600);		//初始化RS485串口2
 	 uint16_t i = 0;                                  		 	                               //for循环索引
	 float val3 = 0;
	 uint16_t val1 = 0;
	  u8 key;
	  u8 key2;
	  uint8_t sendbufTemp[8] = {0x01,0x03,0x00,0x00,0x00,0x01,0x84,0x0A};   //发送温度16进制数
	  uint8_t recvbuf[7] = {0,0,0,0,0,0,0}; //返回数据存储数组
   while(1){
    key = KEY_Scan(0);     //按键扫描，检测到是否有按下
	if(key == 2){         //KEY1按下,发送一次数据
			RS485_Send_Data(array_T,sizeof(array_T)); 
		    delay_ms(20);
			RS485_Receive_Data(rs_array_T,&key2);  //串口数据只要接收到数据，就会产生中断
		}
	if(key2)//接收到有数据
		{
			printf("value0 = %.2x\r\n", rs_array_T[0]);    //打印接收的第一个数
			printf("value1 = %.2x\r\n", rs_array_T[1]);
			printf("value2 = %.2x\r\n", rs_array_T[2]);
			printf("value3 = %.2x\r\n", rs_array_T[3]);
			printf("value4 = %.2x\r\n", rs_array_T[4]);
			val1 = rs_array_T[4] | (uint16_t)((uint16_t)(rs_array_T[3]) <<8 );     
			val3 = val1 /10.0;
			printf("T_VALUE = %.2f\r\n", val3 );
			key2 = 0;
 		}
   }
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3. 实验结果

串口打印结果如下所示：
          
可以看到打印的温度数据。
  
                
在计算器中可以看到0117的十进制就是279，也就是27.9℃。

4. 总结

4.1 移植正点原子工程注意事项

  上面的工程是移植正点原子探索者stm32F407的RS485例程，里面删去了LCD部分的代码，但是开始删去以后，是不能正常通信的，经过查找，找到了原因，是例程中的PG8的时钟没有打开，后面把加上了，程序就可以正常通信了。

	RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOG, ENABLE);       //使能GPIOG时钟 
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4.2 当RS485不能正常通信时，如何检查是单片机的问题还是传感器的问题

  需要一个RS485转串口模块，这个模块可以直接连接传感器，在串口助手中发送指令，如果传感器正常，可以直接返回数据。
  下面把RS485转串口模块连接到单片机上一起进行测试：(具体接线图如下)

            
  通过串口助手进行测试：（这里在485.c的串口2中断里，加了打印，方便看结果）

void USART2_IRQHandler(void)   //接收中断
{
	u8 res;	   
	if(USART_GetITStatus(USART2, USART_IT_RXNE) != RESET)//接收到数据
	{	 	
	  res =USART_ReceiveData(USART2);//;读取接收到的数据USART2->DR
		if(RS485_RX_CNT<64)
		{
			RS485_RX_BUF[RS485_RX_CNT]=res;		//记录接收到的值
			RS485_RX_CNT++;						//接收数据增加1 
		} 
	}
   printf("len = %d\r\n",100);	
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