如何对485电路的程序进行测试

　　源码链接：Modbus传感器采集协议
　　一、硬件
　　1、传感器：为液压传感器，12vDC，RS485数据输出，采用Modbus协议通信
　　2、电路：根据传感器属性，电路主要是两部分，通信电路和电源电源
　　（1）485电路：由于485是半双工通信，需要控制收发，所以索性在把电路设计成自动收发电路
　　
　　接跳线帽W1、W2即使用RS485收发，不接就是普通串口收发。RE和DE是收发使能，选择485模式：3_TXD常高，使能接受；当发送数据时，数据的起始位（下降沿）将3_TXD引脚电平拉低，将顺便使能发送。传感器接3_A、3_B。
　　（2）开关电路：主要是为了控制传感器开关，以降低功耗
　　
　　二、测试485电路
　　1、485电路测试程序
　　对于单片机来说，其实仍然是串口通信，只不过经过485芯片实现了RS232电平→RS485电平。
　　（1）初始化串口3，并在初始化时开启串口接收中断
　　void MX_USART3_UART_Init（void）
　　{
　　huart3.Instance = USART3;
　　huart3.Init.BaudRate = 9600;
　　huart3.Init.WordLength = UART_WORDLENGTH_8B;
　　huart3.Init.StopBits = UART_STOPBITS_1;
　　huart3.Init.Parity = UART_PARITY_NONE;
　　huart3.Init.Mode = UART_MODE_TX_RX;
　　huart3.Init.HwFlowCtl = UART_HWCONTROL_NONE;
　　huart3.Init.OverSampling = UART_OVERSAMPLING_16;
　　if （HAL_UART_Init（&huart3） ！= HAL_OK）
　　{
　　Error_Handler（）;
　　}
　　Usart3RecIT（）;//开启串口3接收中断
　　start_capture（）;//发送请求帧
　　}
　　（2）接收中断回调函数中保存串口数据
　　（void HAL_UART_RxCpltCallback（UART_HandleTypeDef *huart）
　　{
　　if（huart-》Instance == USART3）{//RS485设备
　　HAL_UART_Receive_IT（&huart3， &uart3Data， 1）;
　　uart3WriteByte（uart3Data）;//接收到的数据写入缓存
　　uart3DataFlg = 1;
　　}
　　}
　　3）缓存数据：环形队列，不啰嗦
　　#define SENSOR_485_DATA_BUFFER_MAX_LENGTH 60
　　typedef struct {
　　uint16_t front;
　　uint16_t rear;
　　uint8_t* buffer;
　　uint32_t maxSize;
　　}Buffer_t;
　　static Buffer_t sensor485Buffer;
　　uint8_t sensor485DataBuffer［SENSOR_485_DATA_BUFFER_MAX_LENGTH］;//缓存数组
　　void uart3WriteByte（uint8_t data）
　　{
　　Buffer_Puts（&sensor485Buffer，&data，1）;//入队
　　}
　　bool Buffer_Puts（Buffer_t* buffer， uint8_t* data， uint16_t length）
　　{
　　if （buffer-》maxSize - Buffer_Size（buffer） 《= length）//队满
　　return false;
　　for （uint16_t i = 0; i《length; ++i）//队列未满
　　{
　　buffer-》rear = （buffer-》rear + 1） % buffer-》maxSize;
　　buffer-》buffer［buffer-》rear］ = data［i］;//进队
　　}
　　return true;
　　}
　　（4）这个接口，是为了向传感器发送指令，请求传感器数据，指令需要查看传感器指令定义，属于协议那部分，先测试
　　void start_capture（）｛
　　uint8_t TxData［10］= “1111111111”;
　　HAL_UART_Transmit（&huart3，TxData，10，0xffff）;
　　HAL_Delay（100）;
　　｝
　　2、在Keil中Debug，用串口助手向单片机发送数据，查看数组sensor485DataBuffer接收到了，接收是可以了
　　
　　3、但是我遇到了问题，上位机没有接受到2-（4）发送的“1111111111”，单片机发送出现了问题
　　（1）分别检查TX、R15、R16都有信号出来
　　（2）第一反应是485芯片发送使能没有成功，检查RE和DE引脚，果然一直是低电平，说明三极管一直导通，没有阻塞过
　　（3）无奈之下，干脆用反相器替换了三极管
　　
　　（4）然后，就可以了…
　　三、加入Modbus协议
　　1、协议原理
　　（1）以上测试说明：链路层硬件协议√；
　　（2）但是问题来了，只有硬件协议可以和传感器通信吗？ 当然不行，传感器又不是电脑，它没有上位机：你点一下发送就把数据发出去了。这个时候需要单片机来告知它发送。所以我们还需要：链路层软件协议Modbus协议√；
　　（3）我们选取Modbus协议中对我们编程有帮助的几点：
　　以帧的形式通信，有ASCII和RTU两种模式，帧中的地址、功能码等都是一个或多个字节，每个字节是一个8位串口数据
　　
　　如果一个串口连接多个4856设备，可以通过地址区分不同485设备，当然串口资源充足也可以挂载在多个串口上
　　RTU模式通过两帧数据的时间间隔，区分前后两帧数据，如果串口数据间隔大于3.5个字节，那么就认为一帧数据结束了，在9600bps/s波特率下，传输3.5个字节时间大概为4ms；ASCII模式读回车换行就行了
　　如果要读取传感器状态、数据，都需要发送请求帧
　　数据需要CRC校验
　　具体指令规则需查看传感器指令文档
　　2、 根据传感器指令文档编程
　　
　　（1）打开传感器开关
　　void open_sensor（）{
　　//控制电源开关的引脚拉高
　　}
　　（2）发送读取命令
　　void start_read（）{
　　uint8_t TxData［10］= “010300000001840A”;
　　HAL_UART_Transmit（&huart3，TxData，10，0xffff）;
　　HAL_Delay（100）;
　　}
　　（3）读取数据
　　在串口接收中断中接收数据，如果下一个串口数据在4ms之内到来，那么重新计时，定时器中断不会生效；如果没来，则认为接收完一帧数据，程序会进入定时器中断，这个很关键
　　void HAL_UART_RxCpltCallback（UART_HandleTypeDef *huart）
　　{
　　if（huart-》Instance == USART3）{
　　HAL_TIM_Base_Stop_IT（&htim5）;
　　HAL_UART_Receive_IT（&huart3， &uart3Data， 1）;
　　uart3WriteByte（uart3Data）;
　　HAL_TIM_Base_Start_IT（&htim5）;//开始计时4ms，即modbus设备在9600波特率下传输一帧数据的时间间隔
　　uart3DataFlg = 1;
　　}
　　}
　　在定时器中断中进行处理数据
　　void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback（TIM_HandleTypeDef *htim）
　　{
　　if（htim==（&htim5））
　　{
　　//TIM_ClearITPendingBit（TIM5，TIM_IT_Update）; //标准库需要清除TIMx更新中断标志，HAL库不需要，直接写业务逻辑就行
　　HAL_TIM_Base_Stop_IT（&htim5）;
　　Modbus_Work（）;//数据处理函数
　　Uart3BufClear（）;
　　RS485_RX_CNT++;
　　}
　　}
　　（4）数据CRC校验
　　int16_t CRC_16（ int8_t *vptr， int8_t len）
　　{
　　uint16_t MODBUSCRC = 0xffff;
　　uint16_t POLYNOMIAL = 0xa001;
　　uint8_t i， j;
　　for （i = 0; i 《 len; i++）
　　{
　　MODBUSCRC ^= vptr［i］ ;
　　for （j = 0; j 《 8; j++）
　　{
　　if （（MODBUSCRC & 0x0001） ！= 0）
　　{
　　MODBUSCRC 》》= 1;
　　MODBUSCRC ^= POLYNOMIAL;
　　}
　　else
　　{
　　MODBUSCRC 》》= 1;
　　}
　　}
　　}
　　return MODBUSCRC;
　　}
　　CRC原理就不啰嗦了
　　不同种类的CRC校验的多项式并不统一，这里是0xA001，文档中会说明
　　（5）数据解析
　　int Modbus_Work（void）
　　{
　　double depth;
　　uint16_t depth_high;
　　uint16_t depth_low;
　　int len = strlen（（char*）（sensor485DataBuffer+1））;
　　if（sensor485DataBuffer［1］ == 0x01）//从机地址正确则进行换算
　　{
　　if（（CRC_16（（int8_t *）（sensor485DataBuffer+1），len））==0x0000）{//CRC校验
　　depth_high = sensor485DataBuffer［3］;
　　depth_low = sensor485DataBuffer［4］;
　　depth = （double）（（depth_high 《《 8） + depth_low）/1000;
　　}
　　}memset（sensor485DataBuffer，0，len+1）;
　　return depth;//这就是水深值了
　　}
　　四、注意事项
　　1、RS485通信，一定要A接A，B接B，不是反接。
　　2、采集线过长，要考虑使用屏蔽线。