【嵌入式软件】STM32 UART转485通信问题

1.背景

在原来的文章中，已经测试了RS485的电路

【嵌入式】RS485通信+硬件

经过多次测试，没有问题。

但是在通信的过程中，偶尔会发生错误。

2.问题集合

2.1通信错位问题

2.1.1 问题描述

最近某台设备采用的MODBUS协议，返回的数据格式应该是

复制代码

1 3 4 ef 8e 0 f ee ac

但是实际收到的数据是：

复制代码

ee 1 3 4 ef 8e 0 f ee

上面的数据出现了数据错位

2.1.2 解决方法

1）首先要保证uart的rx引脚配置为上拉，不要外接下拉电阻；因为uart的通信起始位是低电平开始，可能会导致数据判断错误；

2）rs485为半双工通信，在数据发送结束后，需要等待一段时间后再去接收数据；

这是因为，虽然uart已经发送完成了，但是485驱动器还需要切换电平，硬件缓冲区可能已清空，但驱动器可能还需要一点时间将最后一个位完全驱动到总线上。立即切换可能导致最后一个位被截断。这个延迟通常需要至少 1 个字符的传输时间（例如，对于 115200bps，1 个字符 10 位：10 / 115200 ≈ 87us）。更保守的做法是等待 2-3 个字符时间。可以使用简单的 for循环延时或定时器实现。

3）程序处理框架

复制代码

HAL_StatusTypeDef RS485_SendData(uint8_t *pData, uint16_t Size, uint32_t Timeout) {
    HAL_StatusTypeDef status;

    RS485_DIR_TX(); // 切换到发送模式

    status = HAL_UART_Transmit(&huart1, pData, Size, Timeout); // 阻塞发送

    if (status == HAL_OK) {
        // 等待发送寄存器真正空 (TC 标志)
        while (__HAL_UART_GET_FLAG(&huart1, UART_FLAG_TC) == RESET) {}

        // 关键延迟：等待最后一个位完全发出 (至少 1 个字符时间)
        // 这里使用简单的循环延时，实际应用中建议使用定时器或计算精确时间
        volatile uint32_t delay = SystemCoreClock / 1000000 * 100; // 大约 100us 延时 (根据你的波特率调整!)
        while (delay--);
    }

    RS485_DIR_RX(); // 切换回接收模式 (无论发送成功与否)

    return status;
}

// 接收数据函数 (与普通 UART 接收一样)
HAL_StatusTypeDef RS485_ReceiveData(uint8_t *pData, uint16_t Size, uint32_t Timeout) {
    return HAL_UART_Receive(&huart1, pData, Size, Timeout);
}

2.1.3 要点

1）切换时机是核心：过早切换回接收模式会截断自己发送的数据；过晚切换会错过总线上的响应或增加总线冲突风险。发送完成后的延迟至关重要。

2）延迟计算： 延迟时间需要根据你的波特率计算。例如

（1）波特率 9600bps：1 位时间 ≈ 104us，1 个字符 (10 位：1 起始 + 8 数据 + 1 停止) ≈ 1.04ms。延迟建议 > 1.04ms。

（2）波特率 115200bps：1 位时间 ≈ 8.68us，1 个字符 ≈ 86.8us。延迟建议 > 87us。

（3）使用 HAL_Delay()进行毫秒级延迟通常足够，但对于高波特率，需要更精确的微秒级延迟（如定时器或 DWT计数器）。