關(guān)于RS485自動收發(fā)那些天坑

來源：公眾號【魚鷹談單片機】

本筆記將收錄到一條龍代碼倉庫

聽說，你被一條龍服務(wù)過？

對于?RS485 ，大家應(yīng)該都很熟悉了，在 modbus 協(xié)議中最常用。

但最近魚鷹在調(diào)試 RS485 時遇到了不少問題。

首先，我們知道 RS485 屬于半雙工，同一時刻，只能收或者發(fā)。

像這種情況，我們需要一種機制控制它的收發(fā)，既可以是軟件，也可以是硬件。

硬件

一般RS485芯片，都會提供一個控制引腳完成收發(fā)工作。

這個引腳可能由用戶控制，也可能由芯片自動控制（一般比較貴），還有第三種可能是，設(shè)計一種自動收發(fā)的電路（應(yīng)該沒有超脫三界之外的吧）。

自動收發(fā)電路很多，有用三極管控制的，也有用緩沖器的（好像是吧）；因為 UART_TX 空閑電平為高，因此三極管導(dǎo)通，RE 接地，默認為發(fā)。

但是我還看過一種用 S8550 實現(xiàn)的電路，基極接地，三極管默認（空閑）不導(dǎo)通。

我不是電子工程師，無法判斷兩者電路的好壞，但我感覺默認不導(dǎo)通更好，功耗更低，另外即使引腳未配置（剛上電，肯定沒那么快配置），那么也不會影響到總線上的其它節(jié)點通信，這個涉及到各個 485 節(jié)點上電時序問題。

這種電路好像因為三極管開關(guān)頻率限制，無法做到很高頻率（一般115200，市面上購買的模塊基本都是類似這種電路）。

總之一句話，電路需要默認處于接收狀態(tài)，保證不會干擾總線通信，否則只要其中一個節(jié)點默認狀態(tài)不是接收，那么無法通信（因此，如果無法通信，不如查一查是否有節(jié)點狀態(tài)不對，而不是首先懷疑芯片燒掉了）。

另外其中一個節(jié)點發(fā)送，其它節(jié)點必須保持接收，不要發(fā)送數(shù)據(jù)，否則數(shù)據(jù)肯定不是你想要的。

這種有頻率限制，那是否有那種頻率沒限制，同時不需要買貴的 RS485 自動收發(fā)芯片的方案呢？

還真有，這要看你的 MCU 芯片本身是否支持了。

比如 IMX93，就可以實現(xiàn)（參考 IMX93RM.pdf，62.3.4）。

官網(wǎng)論壇也有對此實現(xiàn)方法：

https://community.nxp.com/t5/i-MX-Processors/RS485-iMX93/m-p/1896764#M225674

特別注意這里使用 RTS 引腳，而不是 CTS（其它芯片可能是用RTS）。

設(shè)備樹配置如下（一般在arch/arm64/boot/dts/freescale/xxx 下，引腳描述文件也在）：

pinctrl_uart7: uart7grp {fsl,pins = <MX93_PAD_GPIO_IO08__LPUART7_TX 0x31e // TXMX93_PAD_GPIO_IO09__LPUART7_RX 0x31e // RXMX93_PAD_GPIO_IO11__LPUART7_RTS_B   0x31e   // DE>;};
&lpuart7 {  uart-has-rtscts;  rts-gpios = <&gpio2 7 GPIO_ACTIVE_HIGH>;  linux,rs485-enabled-at-boot-time;  // rs485 abilitata fin da subito al boot  rs485-rts-active-high;  rs485-rts-delay = <1 1>;};

當你發(fā)送數(shù)據(jù)時，DE 引腳會被芯片自動控制電平狀態(tài)（默認為低電平），從而實現(xiàn)不需要由用戶控制的自動收發(fā)功能，并且沒有頻率限制（但受串口自身頻率限制）。

?軟件

說完硬件，再說軟件。

其實很多軟件或驅(qū)動是會帶上 DE 引腳的控制（硬件挖坑，軟件負責填坑），比如如果你的開發(fā)板不支持上面的功能，那大概率這顆芯片的Linux串口驅(qū)動會帶上該功能。

還有開源軟件 libmodbus 也考慮了這個引腳的控制。只是從效率和省心的角度，當然是自動收發(fā)爽了。

為了使用 485 的功能，不管 MCU 是否支持，都需要使能 485 模式，只是可能參數(shù)上需要進行調(diào)整。下面是硬件支持的配置：

#include?<linux/serial.h>#include <sys/ioctl.h>#include <fcntl.h>#include <unistd.h>#include <stdio.h>        int fd = open("/dev/ttyLP7", O_RDWR);????if?(fd?<?0)?{
    }
    struct serial_rs485 rs485conf = {0};
    /* enable RS485 mode: */    rs485conf.flags |= SER_RS485_ENABLED;
    /* set logical level for RTS pin equal to 1 when sending: */    rs485conf.flags |= SER_RS485_RTS_ON_SEND;
    /* set logical level for RTS pin equal to 0 after sending: */    rs485conf.flags &= ~(SER_RS485_RTS_AFTER_SEND);
    /* Set delays for RTS if needed */    rs485conf.delay_rts_before_send = 0;    rs485conf.delay_rts_after_send = 0;
    /* Enable full-duplex mode if supported */    // rs485conf.flags |= SER_RS485_RX_DURING_TX;
    if (ioctl(fd, TIOCSRS485, &rs485conf) < 0) {????????/*?Error?handling?*/    }

Python代碼

port = serial.Serial(port="/dev/ttyLP6", baudrate=115200, timeout=2, write_timeout=2)port.rs485_mode = serial.rs485.RS485Settings()

shell 腳本，注意關(guān)閉回顯：

stty -F /dev/ttyLP6 115200 cs8 -cstopb -parenb -echoecho?"dddd"?>?/dev/ttyLP6

系統(tǒng)

從系統(tǒng)角度，我們也要知道一些基礎(chǔ)知識。

比如，串口設(shè)備名稱一般是 /dev/tty*。

通過命令?udevadm info 可以反查看該設(shè)備的硬件（設(shè)備樹）信息：

udevadm info /dev/tty* |grep DEVPATH=/devices/platform

輸出：

DEVPATH=/devices/platform/soc/107d001000.serial/tty/ttyAMA10

這樣我們可以知道，ttyAMA10?設(shè)備是芯片上的 107d001000 串口。

另外，我們可以通過系統(tǒng)啟動信息查看掛載的串口：

dmesg | grep -i fsl-lpuart

剛插入的設(shè)備不知道掛載在哪個/dev/tty* 目錄下，同樣可以通過上面的類似命令找到：

dmesg?|?grep?-i?tty

設(shè)備樹節(jié)點查看路徑：

/sys/firmware/devicetree/base/soc@xx/bus@xxx/serial@xxxx

腳本直接控制 IO：

gpioset gpiochip0 14=1 gpioset?gpiochip0?14=0

這里面的?gpiochip0 和 14 也不是隨便選的，并且 chip 的選擇和我們常規(guī)的想法不同，具體可看? SDK 文檔說明。

設(shè)備樹編譯：

dtc -I dts -O dtb -o /path/to/your-device-tree.dtbo /path/to/your-device-tree.dts

總之，要在 Linux 環(huán)境中調(diào)試好串口驅(qū)動，遠比 MCU 環(huán)境更復(fù)雜，需要掌握知識也更多。

希望本篇筆記對大家填坑有所幫助，歡迎一鍵三連支持魚鷹。