ESP8266+RS485无线数传电台通讯问题

作者在项目中遇到使用51单片机进行485通信的问题,转而采用ESP8266和Arduino进行设计。在硬件和程序编写后,发现无法通过软串口正确接收数据。经过更换MAX485芯片并调整代码,解决了接收数据的问题。最终发现原问题在于代码未清除接收缓冲,而非硬件故障。

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一、项目背景

        上一次我使用了51单片机控制485通信,发现单片机烧写程序略微复杂且容易出bug,读写数据也不够方便,然后就来尝试使用ESP系列Arduino来做一个设计。

二、硬件准备

1、ESP8266 nodemcu系列

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 2、工业级自动流向TTL转485模块

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 3、无线数传电台RS485(已连接相对应的设备)

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 三、程序编写

#include <SoftwareSerial.h>
float proportion;
unsigned char item4[8] = { 0x01, 0x03, 0x00, 0x01, 0x00, 0x05, 0xf5, 0xcb };  //发送命令
String data = "";                                                            // 接收到的16进制字符串
SoftwareSerial mySerial(D5,D6);//定义8266软串口RX为D5,TX为D6
int sensorValue(int x, int y) //处理接收到的数据
{
    int t = 0;
    t = x * 256;
    t = t + y;

    return t;
}
void setup() {
  mySerial.begin(9600);
  Serial.begin(9600);
}

void loop() {
  delay(2000);                    // 放慢输出频率
  // 发送命令
    mySerial.write(item4,8);    // write输出
  
  while (mySerial.available()>0) {
    //Serial.println("检查到探头有数据返回,主机马上读取");
    for (int n = 0; n < 7; n++)
      data[n] = mySerial.read();

    delay(100);
  }
  Serial.print("data Response: ");
  String responseString;
  for (int j = 0; j < 13; j++) {
    responseString += data[j]< 0x10 ? " 0" : " ";
    responseString += String(data[j], HEX);
    //responseString.toUpperCase();
  }
  Serial.println(responseString);
  proportion = sensorValue((int)data[3], (int)data[4]) * 0.001;
  Serial.println("proportion: " + (String)proportion + " g/cm3");
  
}

四、运行结果

       

        我用ESP32和8266做实验时,485模块和无线电台的RX TX指示灯都可以规律性交替亮起,代表数传电台和8266之间可以正常通讯。用软串口发送命令正常,但是却接收不到任何返回的数据帧,接收结果全都是0x00。用println(mySerial.available()),发现返回0,也就是说没读到任何字节数据。

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        我尝试用电脑直接连接485模块用串口助手发送数据,发现当我按下8266的RESET键位才能正常接收到数据。怀疑是TTL转485模块的问题,我换了另一块相同的485模块做实验,发现同样如此。查询了一遍网上都没有人给出参考,我想着应该是软串口设置的问题,延时这样的东西,结果改了很多遍都不行。

        希望有个吊大的大佬能够指点一下小弟,有偿。

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2023.5.17更新

        在不断尝试之后,我决定换个MAX485芯片试一试,同时利用Uno先行验证一下更改的程序。

7a50fd14664f437d8b747234df707f9b.jpeg

         可以看到指示灯正常工作,证明二者是可以485交流的附上找到的原理图。

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         然后附上我变更一点的代码

#include <SoftwareSerial.h>
#define TX 25
#define RX 26
#define RTS_pin 2//定义控制DE RE的引脚
#define RS485Transmit HIGH//定义发送状态
#define RS485Receive LOW//定义接收状态
SoftwareSerial RS485Serial(RX,TX);
byte Anemometer_request[] = {0x01, 0x03, 0x00, 0x01, 0x00, 0x04, 0x65, 0xCE};//命令组,根据自己需求修改
unsigned char Anemometer_buf[13];//定义接收缓存数组
void setup() {
  pinMode(RTS_pin,OUTPUT);
  Serial.begin(9600);
  Serial.println("Anemeter");
  RS485Serial.begin(9600);
  delay(1000);

}

void loop() {
    digitalWrite(RTS_pin, RS485Transmit);
    RS485Serial.write(Anemometer_request, sizeof(Anemometer_request));
    delay(100);
    RS485Serial.flush();
    digitalWrite(RTS_pin, RS485Receive);
    RS485Serial.readBytes(Anemometer_buf, 14);
    for( byte i=0; i<13; i++ ) {
    Serial.print(Anemometer_buf[i],HEX); // this is for test only
    Serial.print(" ");
 }  Serial.println(" ");

}

运行结果如下:

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         可以看到已经有符合要求的数据帧率返回了,证明这个MAX485芯片确实是可以用的。毕竟我看国际上好像也是用这个的多。至于之前那个自动流向ttl转485芯片,我也不清楚是什么原因,手里两块都出现了一样的问题。

        接下来,我就试着先把这个移植到8266上,然后去做MQTT上传云端处理了。期待6月展会之前做出阶段性成果。

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5月20日更改

        今日接电线的时候,忘记把8266电源断开,导致我的MAX485芯片烧了,抱着一种复杂的心态,我尝试用回TTL转485那块芯片,再用UNO的那会的代码试一试,居然行了。真实了。

        接线如图,安全起见这次Vcc-3.3V,GND-GND,485 TX对应 8266  RX D1,485 RX对应 8266  TX D0

dd2335e1f2f24c3babb4d34bbb0a9597.jpeg

 

#include <SoftwareSerial.h>
#define TX D0
#define RX D1
//#define RTS_pin 2//定义控制DE RE的引脚
//#define RS485Transmit HIGH//定义发送状态
//#define RS485Receive LOW//定义接收状态
SoftwareSerial RS485Serial(RX,TX);
byte Anemometer_request[] = {0x01, 0x03, 0x00, 0x01, 0x00, 0x04, 0x65, 0xCE};//命令组,根据自己需求修改
unsigned char Anemometer_buf[13];//定义接收缓存数组
void setup() {
  pinMode(RTS_pin,OUTPUT);
  Serial.begin(9600);
  Serial.println("Anemeter");
  RS485Serial.begin(9600);
  delay(1000);

}

void loop() {
    //digitalWrite(RTS_pin, RS485Transmit);
    RS485Serial.write(Anemometer_request, sizeof(Anemometer_request));
    delay(100);
    RS485Serial.flush();
    //digitalWrite(RTS_pin, RS485Receive);
    RS485Serial.readBytes(Anemometer_buf, 14);
    for( byte i=0; i<13; i++ ) {
    Serial.print(Anemometer_buf[i],HEX); // this is for test only
    Serial.print(" ");
 }  Serial.println(" ");

}

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        原来不是硬件的问题,而是我写的代码里边没有清缓存和接收缓冲。这次又学费了,得多买几个板子,不然可不够我烧【哭】。看在写了这么多,各位看官且留个赞吧,咱会继续努力更新下去的。

 

### ESP8266 RS485通信教程 #### 连接硬件 为了使ESP8266能够通过RS485接口进行数据传输,需正确连接RS485模块到ESP8266板子。通常情况下,RS485模块与ESP8266之间的连线如下所示: - GND <- -> GND - GPIO (用于接收的数据线, 如GPIO13) <- -> RXD - GPIO (用于发送的数据线, 如GPIO15) <- -> TXD - VCC <- -> 电源正极[^1] 值得注意的是,在某些应用场景下,还需要额外配置RE/DE引脚来控制信号的收发状态转换。 #### 配置Arduino IDE环境 要让ESP8266支持RS485功能,除了物理上的连接外,还需安装特定的支持库以便于编程操作。可以利用Arduino IDE中的库管理器查找并下载名为`SoftwareSerial`或专门针对RS485设计的第三方库文件。 #### 编写程序代码 下面给出一段简单的C++代码片段作为实例,展示了如何初始化设置以及执行基本读取和写入命令的过程: ```cpp #include <SoftwareSerial.h> // 定义串口对象 #define RxDPin D5 // 接收端对应的IO编号 #define TxDPin D6 // 发送端对应的IO编号 #define DE_RE_Pin D7 // 控制方向的IO编号 SoftwareSerial rs485(RxDPin, TxDPin); void setup() { pinMode(DE_RE_Pin, OUTPUT); digitalWrite(DE_RE_Pin, LOW); // 设置为低电平表示处于监听模式 Serial.begin(9600); rs485.begin(9600); } void loop() { if (rs485.available()) { String receivedData = rs485.readString(); Serial.println("Received:"); Serial.println(receivedData); delay(1000); digitalWrite(DE_RE_Pin, HIGH); // 切换至发送模式 rs485.print("Echo: "); rs485.println(receivedData); digitalWrite(DE_RE_Pin, LOW); // 返回监听模式 } } ``` 此段代码实现了当收到消息时会将其回显给对方的功能,并且每次切换工作方式前都会改变RE/DE的状态以确保不会发生冲突。
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