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米联客(MSXBO)FPGA实现基于RS485的串口通信

摘要: 1.1概述RS485通信和UART串口通信本质上一样，区别是RS485在工业控制场合具有更好的抗干扰能力，更远的传输距离。本文主要讲解RS485通信方案的实现，关于串口通信协议的分析，可以阅读米联客(MSXBO)专门介绍串口通信 ...

1.1概述

RS485通信和UART串口通信本质上一样，区别是RS485在工业控制场合具有更好的抗干扰能力，更远的传输距离。本文主要讲解RS485通信方案的实现，关于串口通信协议的分析，可以阅读米联客(MSXBO)专门介绍串口通信部分的课程。

1.2硬件分析

如技术参数说明，如果传统的方案需要3根控制线:RE和DE共享1根控制线(DIR)，DI(RX)和DO(TX)各一根控制线，才能实现RS485的收发通信。

如下图是我们改进后的设计方案，通过以下方面可以只要2根控制线,原理图分析。

1)、接收数据：默认我们串口总线上RX 和TX 都是高电平，所以这个时候，通过485_TX高电平会控制圆圈处的RE和DE为低电平，这个时候RX就可以接收数据了。

2)、发送数据：当发送数据的时候，只要从485_TX发送串口数据就可以，根据串口协议，串口起始位位低电平0，当串口输出0的时候，会控制RE和DE输出高电平1，由于设置了DI为0，这样SP3485就输出0了，代表了起始位发送，后面的数据位发送一个道理了。

1.3温习串口协议

在进行具体的设计之前，先了解串口通信协议。通常串口的一次发送或接收由四个部分组成：起始位S（“一般为逻辑‘0’）、数据位D0~D7（一般为6位~8位之间可变，数据低位在前）、校验位（奇校验、偶检验或不需要校验位）、停止位（通常为1位、1.5位、2位）。停止位必须为逻辑1。在一次串口通信过程中，数据接收与发送双方没有共享时钟，因此，双方必须协商好数据传输波特率。波特率即数据传输速率。根据双方协议好的传输速率，接收端即可对发送端的数据进行采样。常见的波特率标准为300bps,600bps,800bps,9600bps,19200bps等。当然更块的速度意味着对采样的要求更高，有可能误码率会逐渐提高。

通常对串口进行数据采样，采用更高频的时钟。这样做的目的是采用高频时钟来锁存低频时钟，减少数据的误码率，增加接收模块的自纠错能力。

具体的工作流程为：

发送端按照预先设定好的波特率，发送起始位（Start）+数据位（data）+奇偶校验位+结束位。其中，起始位为逻辑0，结束位为逻辑1，发送端在空闲状态为1。发送数据包格式如下图所示。