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2026-07-21 00:30:59 +08:00
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128
Drivers/BSP/RS485/rs485.c
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@@ -1,75 +1,105 @@
/*
* 模块名称：RS-485 半双工通信驱动
* 模å<EFBFBD>—功能：RS-485 å<>Šå<C5A0>Œå·¥é€šä¿¡é©±åŠ¨å®žçŽ°ï¼Œæ ¸å¿ƒè¦<C3A8>点：
* 1. å<>‘é€<C3A9>å‰<C3A5>拉高 DE（切æ<E280A1>¢åˆ°å<C2B0>‘é€<C3A9>æ€<C3A6>）
* 2. HAL_UART_Transmit 内部已等ï¿?TC（å<CB86>‘é€<C3A9>完æˆ<C3A6>）标志
* 3. å<>‘é€<C3A9>完毕å<E280A2>Žæ‹‰ä½Ž DE（切回接收æ€<C3A6>）
* 4. 使用 HAL_UARTEx_ReceiveToIdle_IT 实现å<C2B0>˜é•¿å¸§æŽ¥ï¿? * å<>‚考：ST AN3070 应用笔记ã€<C3A3>controllerstech.com RS485 教程
* 模块功能：RS-485 半双工通信驱动实现，封装任意 UART 外设实现 485 方向控制，
* 提供阻塞发送、中断接收（IDLE 空闲帧检测）。使用 DWT CYCCNT 提供
* 微秒级延时，确保 RS485 收发器 DE 使能稳定。
* 适用平台：STM32F4 系列
* 作者：王建� * 创建日期�026-07-18
* 修改记录ï¿? * 2026-07-18 王建ï¿? 创建åˆ<C3A5>始版本
* 作者：王建锋
* 创建日期：2026-07-18
* 修改记录：
* 2026-07-18 王建锋 创建初始版本
* 2026-07-20 王建锋 修复 DE 时序：添加 DWT 微秒延时替代 for 循环
* 2026-07-20 王建锋 清理中文注释乱码，对齐代码规范
*/
#include "rs485.h"
/* ======================== 内部辅助函数 ======================== */
/*
* 内部辅助ï¿?- æ–¹å<C2B9>‘控åˆ
* 函数功能：DWT 微秒级延时
* 入口参数：us - 延时微秒数 uint32_t 1 - N
* 返回值：无
* 限定条件：无（首次调用自动初始化 DWT CYCCNT）
* 函数说明：利用 Cortex-M4 DWT CYCCNT 实现精确微秒延时，168MHz 下 1us = 168 计数。
* 首次调用时自动使能 DWT 和 CYCCNT，后续只读 CYCCNT 寄存器，不影响其他模块。
*/
static void delay_us(uint32_t us)
{
if (!(CoreDebug->DEMCR & CoreDebug_DEMCR_TRCENA_Msk)) {
CoreDebug->DEMCR |= CoreDebug_DEMCR_TRCENA_Msk;
DWT->CYCCNT = 0;
DWT->CTRL |= DWT_CTRL_CYCCNTENA_Msk;
}
uint32_t start = DWT->CYCCNT;
uint32_t ticks = us * (SystemCoreClock / 1000000uL);
while ((DWT->CYCCNT - start) < ticks) { ; }
}
/* ======================== 方向控制宏 ======================== */
#define RS485_DIR_TX(h) HAL_GPIO_WritePin((h)->dir_port, (h)->dir_pin, GPIO_PIN_SET)
#define RS485_DIR_RX(h) HAL_GPIO_WritePin((h)->dir_port, (h)->dir_pin, GPIO_PIN_RESET)
/*
* 公共函数实现
*/
/* ======================== 公共函数实现 ======================== */
/*
* 函数功能：初始化 RS-485 句柄
* å…¥å<EFBFBD>£å<EFBFBD>‚数：handle - RS-485 å<EFBFBD>¥æŸ„指针
* huart - UART 外设å<EFBFBD>¥æŸ„
* dir_port - DE 引脚 GPIO 端å<C2AF>£
* dir_pin - DE 引脚 GPIO ç¼–å<E28093>·
* 返回值：ï¿? * é™<C3A9>定æ<C5A1>¡ä»¶ï¼šUART ï¿?GPIO 须先ï¿?CubeMX 完æˆ<C3A6>åˆ<C3A5>始ï¿? * 函数说明：åˆ<C3A5>始化å<E28093>Žç«‹å<E280B9>³å°† DE 拉低，使 RS-485 收å<C2B6>‘器处于接收状ï¿? */
* 入口参数：p_handle - RS-485 句柄指针 rs485_handle_t*（非空）
* p_huart - UART 外设句柄指针（已由 CubeMX 初始化） UART_HandleTypeDef*（非空）
* p_dir_port - 方向控制 GPIO 端口（如 GPIOD） GPIO_TypeDef*（非空）
* dir_pin - 方向控制 GPIO 引脚号（如 GPIO_PIN_0） uint16_t
* 返回值：无
* 限定条件：UART 和 GPIO 须先由 CubeMX 完成初始化
* 函数说明：初始化后默认处于接收状态（DE 引脚拉低）
*/
void rs485_init(rs485_handle_t *p_handle,
UART_HandleTypeDef *p_huart,
GPIO_TypeDef *p_dir_port,
uint16_t dir_pin) {
uint16_t dir_pin)
{
p_handle->huart = p_huart;
p_handle->dir_port = p_dir_port;
p_handle->dir_pin = dir_pin;
p_handle->rx_size = 0;
/* 默认进入接收状�?*/
RS485_DIR_RX(p_handle);
}
/*
* 函数功能：阻塞方å¼<EFBFBD>å<EFBFBD>‘é€<EFBFBD>æ•°ï¿? * å…¥å<C2A5>£å<C2A3>‚数：handle - RS-485 å<>¥æŸ„指针
* data - å¾…å<E280A6>‘é€<C3A9>æ•°æ<C2B0>®ç¼“冲区
* len - å¾…å<E280A6>‘é€<C3A9>字节数
* timeout - å<>‘é€<C3A9>超时（ms），ï¿?0 使用默认ï¿? * 返回值：HAL_OK / HAL_TIMEOUT / HAL_ERROR
* é™<EFBFBD>定æ<EFBFBD>¡ä»¶ï¼šé¡»åœ¨ä¸»å¾ªçŽ¯ï¿?RTOS 任务中调用，ä¸<C3A4>å<EFBFBD>¯ï¿?UART 中断中调ï¿? * 函数说明ï¿? * æ—¶åº<C3A5>：DE=HIGH ï¿?UART å<>‘�?N 字节 ï¿?ï¿?TC ï¿?DE=LOW
* HAL_UART_Transmit 内部会等ï¿?TXE（å<CB86>‘é€<C3A9>寄存器空）é€<C3A9>字节æ<E2809A>¬æ•°æ<C2B0>®ï¿? * 最å<E282AC>Žè¿˜ä¼šç­‰ï¿?TC（å<CB86>‘é€<C3A9>完æˆ<C3A6>）标志，确ä¿<C3A4>最å<E282AC>Žä¸€å­—节的å<E2809E>œæ­¢ä½<C3A4>已移出�? * 因此返回å<C5BE>Žå†<C3A5>拉低 DE 是安全的
* 函数功能：阻塞方式发送数据
* 入口参数：p_handle - RS-485 句柄指针 rs485_handle_t*（非空）
* p_data - 待发送数据缓冲区 uint8_t*（非空）
* len - 待发送字节数 uint16_t 1 - N
* timeout - 发送超时（ms），传 0 使用 RS485_TIMEOUT_DEFAULT uint32_t 0 / 1 - N
* 返回值：HAL_OK - 发送成功 HAL_StatusTypeDef
* HAL_TIMEOUT - 发送超时
* HAL_ERROR - 发送错误
* 限定条件：须在主循环或 FreeRTOS 任务中调用，不可在 UART 中断中调用
* 函数说明：发送前拉高 DE，等待 50us 确保 RS485 收发器驱动使能稳定后再启动 UART 发送。
* HAL_UART_Transmit 内部等待 TC（发送完成）标志，确保最后一字节完全移出后
* 再拉低 DE 切回接收状态。
*/
HAL_StatusTypeDef rs485_transmit(rs485_handle_t *p_handle,
const uint8_t *p_data,
uint16_t len,
uint32_t timeout) {
uint32_t timeout)
{
HAL_StatusTypeDef status = HAL_OK;
if (timeout == 0U) {
timeout = RS485_TIMEOUT_DEFAULT;
}
/* 1. 切æ<E280A1>¢åˆ°å<C2B0>‘é€<C3A9>状ï¿?*/
RS485_DIR_TX(p_handle);
/* 2. 阻塞å<C5BE>‘é€<C3A9>（内部等待 TCï¿?*/
delay_us(50);
status = HAL_UART_Transmit(p_handle->huart,
(uint8_t *)p_data,
len,
timeout);
/* 3. å<>‘é€<C3A9>完毕或超时，切回接收状ï¿?*/
RS485_DIR_RX(p_handle);
return status;
@@ -77,28 +107,46 @@ HAL_StatusTypeDef rs485_transmit(rs485_handle_t *p_handle,
/*
* 函数功能：启动中断方式接收（IDLE 空闲帧检测）
* å…¥å<EFBFBD>£å<EFBFBD>‚数：handle - RS-485 å<EFBFBD>¥æŸ„指针
* buf - 接收缓冲� * buf_size - 缓冲区最大容� * 返回值：HAL_OK / HAL_ERROR
* é™<EFBFBD>定æ<EFBFBD>¡ä»¶ï¼šUART 须已开å<E282AC>¯å…¨å±€ä¸­æ–­ï¼ˆNVIC 使能ï¿? * 函数说明ï¿? * 使用 HAL_UARTEx_ReceiveToIdle_IT 实现å<C2B0>˜é•¿å¸§æŽ¥æ”¶ï¿½? * ï¿?UART 总线空闲超过 1 个字符时间å<C2B4>Žï¼Œç¡¬ä»¶è§¦ï¿?IDLE 中断ï¿? * HAL 自动调用 HAL_UARTEx_RxEventCallback 并返回已接收字节数�? * 用户须在该回调中é‡<C3A9>新调用本函数é‡<C3A9>æ–°å¼€å<E282AC>¯æŽ¥ï¿? */
* 入口参数：p_handle - RS-485 句柄指针 rs485_handle_t*（非空）
* p_buf - 接收缓冲区 uint8_t*（非空）
* buf_size - 缓冲区大小 uint16_t
* 返回值：HAL_OK - 启动成功 HAL_StatusTypeDef
* HAL_ERROR - 启动失败
* 限定条件：UART 须已开启全局中断（NVIC 使能）
* 函数说明：使用 HAL_UARTEx_ReceiveToIdle_IT 实现变长帧接收。
* 当 UART 总线空闲超过 1 个字符时间后硬件触发 IDLE 中断，
* HAL 自动调用 HAL_UARTEx_RxEventCallback 并返回已接收字节数。
* 用户须在回调中重新调用本函数重新开启接收。
*/
HAL_StatusTypeDef rs485_receive_start(rs485_handle_t *p_handle,
uint8_t *p_buf,
uint16_t buf_size) {
uint16_t buf_size)
{
p_handle->rx_size = 0;
return HAL_UARTEx_ReceiveToIdle_IT(p_handle->huart, p_buf, buf_size);
}
/*
* 函数功能：缓存最近一次接收的字节ï¿? * å…¥å<C2A5>£å<C2A3>‚数：handle - RS-485 å<>¥æŸ„指针
* size - 本次接收到的字节ï¿? * 返回值：ï¿? * é™<C3A9>定æ<C5A1>¡ä»¶ï¼šé¡»ï¿?HAL_UARTEx_RxEventCallback 中调ï¿? */
void rs485_rx_set_size(rs485_handle_t *p_handle, uint16_t size) {
* 函数功能：缓存最近一次接收的字节数
* 入口参数：p_handle - RS-485 句柄指针 rs485_handle_t*（非空）
* size - 本次接收到的字节数 uint16_t
* 返回值：无
* 限定条件：须在 HAL_UARTEx_RxEventCallback 中调用
* 函数说明：将 HAL 回调中接收到的数据大小回写到句柄的 rx_size 字段
*/
void rs485_rx_set_size(rs485_handle_t *p_handle, uint16_t size)
{
p_handle->rx_size = size;
}
/*
* 函数功能：获å<EFBFBD>–最近一次接收的字节ï¿? * å…¥å<C2A5>£å<C2A3>‚数：handle - RS-485 å<>¥æŸ„指针
* 返回值：字节� */
uint16_t rs485_rx_get_size(const rs485_handle_t *p_handle) {
* 函数功能：获取最近一次接收的字节数
* 入口参数：p_handle - RS-485 句柄指针 const rs485_handle_t*（非空）
* 返回值：最近一次接收的字节数 uint16_t
* 限定条件：须在 HAL_UARTEx_RxEventCallback 触发后调用
* 函数说明：获取 rx_size 字段中缓存的接收字节数
*/
uint16_t rs485_rx_get_size(const rs485_handle_t *p_handle)
{
return p_handle->rx_size;
}