stm32 485接收数据异常调试过程

已于 2024-06-13 18:05:14 修改
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文章标签： stm32 单片机 嵌入式硬件 mcu
于 2024-06-13 18:03:05 首次发布
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问题描述

stm32f407与传感器通过485总线进行通信，stm32向传感器发送索要数据的指令，传感器本应传回的数据为0x01 0x03 0x02 0x04 0x7E 0x3A 0xA4,实际接收到的数据为0x40 0x20 0x20 0x90 0xE9 0xA4 0x00。像是被485芯片修改过一样。485芯片部分电路图如下：
在这里插入图片描述
以上是正点原子开发板的电路图，与本文分析的案例电路图类似。

问题排查

排查方向1

因为每次stm32发数据前要拉高RE引脚，发完数据再拉低RE引脚，所以开始怀疑是不是发送完数据RE引脚拉的太慢了，导致接收的数据不完整。发送代码如下：

RS485_RST(1);
HAL_UART_Transmit(&uart_handle, (
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STM32串口收发数据
只写有用的笔记
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int time;//计时器，到达1000Ms就清理一次标志位 /**Init();USART1_SendStr((unsigned char *) "初始化完成！" , 12);while(1) {//1ms延迟 HAL_Delay(1);//时间+1 ++ time;//用取余的方式判断是否过去增一秒的倍耸?//这里让time归一下0，是因为怕程序运行的时间长了以后会超出int范围，不过这个其实基本也不用担心 time = 0;
stm32用485遇到的问题
carryoutw的博客
04-17 524
就可以了，但是但是，我重新换回了位置，哎，又能进行判断了，玄学！还有一个，就是调试的时候好好的，下载后，退出调试，让其自己运行，就出问题了。在验证是否为千分之五的丢帧率时，还发生了一些问题我定义的cnt是int类型，理论上int类型的数据可以达到1w，但是经过多次的实验，到达不了，并不能进入死循环，代码是没有问题的。领导让做关于485和422的代码和通讯，要求是发送1w次50组数据以上的数据，保证接收端的数据丢帧率不太大千分之五，及为合格。在重新运行，就可以发现，cnt有数据，并进行变化。
STM32 485通讯一段时间出现不能接收数据的现象分析
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》芯片如何切换是接收数据还是发送数据呢，芯片通过控制485芯片的方向引脚来原则是接收模式还是发送模式，如下图，当Driver信号是低电平是接收模式，当Driver信号是 高电平那么就是发送模式。-》中断执行完后，会在跳到前面执行的地方，即第三步开始，这个时候第三步就会把上次记忆的PD10=1，写入到GPIOD里，也就直接串改了GPIOD的输出。-》当这段代码执行第二步时，A执行的时候恰好485是接收的，那么PD10=1，也就是A的数据里PD10=1的。发现这么一段代码，这端程序操作是分两两步的，
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weixin_48346714的博客
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485总线干扰导致stm32 DMA接收异常处理
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STM32F4_RS485通信实验例程.rar
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stm32裸机下485通讯基础例程，实验原理：PC 机通过“USR-TCP232-Test”软件向开发板发送数据，开发板接收 到一帧数据后（一帧数据以’ #*’作为结尾） ，将该帧数据原样返回。 实验步骤：（1）用 RS485/RS232 转换器将开发板和电脑相连接。打开电脑的设备管理器， 查看使用的端口号。 （2）打开“USR-TCP232-Test” 注意：485 测试时波特率一定要设置为9600 （3）用 JLINK 将开发板和电脑连接，打开 RS485 通讯实验工程，编译，运行。 （4）在字符串输入框中输入：RS485 通讯测试#* 点击发送，则会看到开发板发 送来的数据
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我们的单片机串口一般常用RS232、RS485、TTL这几种通讯方式，日常调试可能RS232、TTL比较多，真正和其它厂家数据交互的时候，还是RS485用的比较多，因为它是差分信号等电气属性，所以比较稳定，传输距离长，常与同用交互数据，今天这篇文章就讲一下如何利用RS485进行数据收发。
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STM32 485通讯遇到的问题 在做项目的时候要求用485进行主机与从机进行通讯，在485发送和接收的时候要对驱动器进行控制，在刚开始调发送和接收的时候总是失败，原因有一下几个 使能驱动器后立刻发送数据，导致第一个数据有时候错误。 串口中断后马上控制驱动器为发送模式，然后发送数据，导致出错，有时直接卡死。 3.在发送指令后马上接收有时候串口溢出标志位会置位，原因不明，通过在...
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使用USB转485工具，能将数据完整的实现收发功能，但与主板连接后，却会出现丢包、漏包的情况。总结了这些出错的原因，然后再回头看自己编写的代码，发现自己的代码只对数据包的报文头进行了判断，这容易导致乱码、漏一个字节这种偶然事件的影响。这个情况当然是不被允许的，是不对的，是错误的。所以就查阅资料，发现485通讯是容易出问题的，容易被干扰的，和收发芯片的硬件也会有关系等。解决方案：增加判断机制，增加代码的健壮性，对数据包中的头尾、长度、校验位各级进行判断机制后，数据收发就逐渐稳定。
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<think>我们正在解决STM32通过RS485接口接收数据不正确的问题。根据引用内容，我们可以从硬件和软件两个方面进行排查。以下将详细列出排查步骤和解决方法。###硬件排查1.**检查485芯片的焊接情况**根据引用[1]，电阻焊接不良会导致数据不一致。检查AB线连接的电阻（通常为120Ω终端电阻）是否焊好，以及芯片的电源和地线是否连接可靠。如果发现虚焊或脱焊，重新焊接。2.**检查485芯片是否损坏**引用[1]中提到，用示波器探针或USB转TTL线接触时可能损坏芯片。如果接收正常后发送又出问题，可能是芯片损坏。替换485芯片测试。3.**检查差分信号线（A/B）**-确保A、B线没有接反（A接A，B接B）。-测量A、B之间的电压：静态时B-A电压应约200mV（逻辑1），发送时A-B电压应约200mV（逻辑0）。-检查终端电阻：在总线两端各接一个120Ω电阻（总线长度超过100米时建议使用）。4.**检查使能信号（DE/RE）**RS485是半双工，需要控制发送使能（DE）和接收使能（RE）。通常用一个GPIO控制。确保：-发送时DE=1（高电平），接收时DE=0（低电平）。-检查GPIO到DE/RE引脚的电路是否正常（如电平转换是否满足芯片要求）。###软件排查1.**USART配置检查**确保USART配置正确（波特率、数据位、停止位、校验位）。参考引用[3]的发送函数，注意等待发送完成（`while((USARTx->SR&0x40)==0);`）。2.**控制使能信号的时序**发送前先拉高DE，发送完成后延时（确保最后一个字节发送完）再拉低DE。示例代码：```cvoidRS485_SendData(uint8_t*data,uint16_tlen){DE_GPIO_Port->BSRR=DE_Pin;//拉高DE（使能发送）HAL_Delay(1);//短暂延时确保DE稳定（具体时间根据硬件调整）HAL_UART_Transmit(&huart1,data,len,100);//发送数据while((huart1.Instance->SR&USART_SR_TC)==0);//等待发送完成HAL_Delay(1);//可选延时DE_GPIO_Port->BRR=DE_Pin;//拉低DE（切换回接收）}```3.**接收数据处理**-使用中断或DMA接收，避免丢失数据。-检查接收缓冲区是否溢出。-添加校验（如CRC）判断数据正确性。###其他注意事项-**共地问题**：确保所有节点的地线连接良好，避免地电位差引入干扰。-**总线干扰**：在工业环境中，使用屏蔽双绞线，并远离强电线路。-**上拉/下拉电阻**：若总线上无设备发送，为防止总线浮空，可在A线加上拉电阻（约1kΩ），B线加下拉电阻（约1kΩ）。###调试工具使用-**示波器**：观察A、B线波形，判断信号质量（过冲、振铃等）。-**逻辑分析仪**：捕获DE信号和UART数据，分析时序是否正确。>如果以上步骤仍无法解决，建议分段测试：>1.仅连接两个节点，排除其他节点影响。>2.使用已知正常的485设备与STM32通信，缩小问题范围。§§相关问题§§1.RS485通信中如何正确配置终端电阻？2.STM32的USART在RS485模式下如何优化发送/接收切换时序？3.工业环境中如何增强RS485通信的抗干扰能力？</think>### STM32 RS485通信接收数据错误问题排查与解决方法 #### 一、硬件层面排查 1. **检查差分信号线（A/B线）连接** - 确认A/B线未接反（A线接A，B线接B） - 测量AB线间电压：空闲时$V_B - V_A \geq 200mV$（逻辑1），发送时$V_A - V_B \geq 200mV$（逻辑0） - 使用示波器观察波形是否完整，排除信号畸变[^1] 2. **终端电阻匹配** - 在总线两端各加120Ω终端电阻（公式：$R_t = \frac{Z_0}{2}$，$Z_0$为线缆特性阻抗） - 检查电阻焊接质量，虚焊会导致数据异常[^1] 3. **芯片与外围电路** ```mermaid graph LR A[STM32] -->|TX| B(MAX485) B -->|DI| C[AB线] D[AB线] -->|RO| B B -->|DE/RE| E[GPIO控制] ``` - 更换485芯片（测试中易损坏[^1]） - 检查DE/RE使能信号：接收时=0，发送时=1 - 验证VCC电压（5V/3.3V）是否稳定，纹波<50mV #### 二、软件层面优化 1. **USART配置校验** - 确保波特率精确匹配（计算公式：$$ baud = \frac{f_{CK}}{8 \times (2-OVER8) \times USARTDIV} $$） - 检查数据格式（8N1常见配置）： ```c huart1.Init.BaudRate = 9600; huart1.Init.WordLength = UART_WORDLENGTH_8B; huart1.Init.StopBits = UART_STOPBITS_1; huart1.Init.Parity = UART_PARITY_NONE; ``` 2. **收发切换时序优化** ```c // 改进的发送函数（添加切换延时） void RS485_Send(uint8_t *pData, uint16_t Size) { HAL_GPIO_WritePin(DE_GPIO, DE_Pin, GPIO_PIN_SET); // 使能发送 HAL_Delay(1); // 等待芯片状态稳定（时间根据芯片手册调整） HAL_UART_Transmit(&huart1, pData, Size, 100); while((huart1.Instance->SR & USART_SR_TC) == 0); // 等待发送完成 HAL_Delay(1); HAL_GPIO_WritePin(DE_GPIO, DE_Pin, GPIO_PIN_RESET); // 切回接收 } ``` [^3] 3. **接收处理增强** - 启用DMA+空闲中断避免数据丢失 - 添加数据校验（CRC16校验公式：$$ \operatorname{CRC16} = \sum_{i=0}^{n} data[i] \times x^{n-i} \mod \text{0xA001} $$） #### 三、干扰防护措施 1. **电气隔离方案** - 增加光耦隔离或磁隔离模块 - 使用TVS管（如SMBJ6.5CA）防护浪涌 - A/B线并联6.8pF~100nF滤波电容 2. **布线规范** - 使用双绞线（绞距<25mm） - 总线长度$L < \frac{0.15 \times c}{f_{baud}}$（c为光速） - 避免与强电线并行（间距>30cm） #### 四、诊断工具使用 1. **逻辑分析仪诊断** - 同时捕获DE信号和UART数据 - 检查发送完成标志（TC）到DE切换的延时 2. **总线负载测试** - 逐步增加节点数，监控误码率 - 使用阻抗分析仪测量总线特性阻抗 > **关键提示**：根据引用[1]的经验，50%的故障源于电阻虚焊和芯片静电损坏，30%源于软件时序错误。建议优先检查物理连接和芯片状态。
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