管理驱动器使能信号以使用STM32™的 USART 进行 RS-485 和 IO-Link 通信

( e# j3 e4 N* Z* E1 I3 X前言

RS-485 和 IO-Link 为半双工通信协议，它们为工业网络中物理层的实施提供了便捷的途径。

2 }& D9 N' A6 WSTM32F10x 支持多达 5 个 UART 接口并可实现快速 DMA 传输和低中断延迟，符合 RS-485和 IO-Link 时序规范。

本应用笔记旨在提供两种方法测量 DE 信号（驱动器使能）的切换时序，并管理该信号在RS-485 和 IO-Link 中的主器件发送。
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本应用笔记分为三部分：
% J* p0 G8 a( |0 L; k) t8 h● 首先介绍 DE 信号时序之所以重要的原因
● 然后说明两种管理 DE 信号的方法
● 最后给出不同的 DE 信号切换时间测量结果
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1 DE 信号时序限制

9 u+ {( \* K7 V3 H' f: o! z对于 RS-485 和 IO-Link 等串行半双工通信协议而言，主器件需要生成方向信号来控制收发器 (PHY)。该信号会通知 PHY 必须以发送模式还是以接收模式动作。
$ @, A0 L1 z# B6 p) q$ \/ ^
  ~( ]! j! V& \这种控制的时序特别重要，特别是从发送模式切换到接收模式时，应用必须确保器件在另一个实体发送数据前已处于接收模式。
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& o4 y; ^$ ?2 H2 H) w主器件必须在一个位的时间内释放 Tx/Rx 线路，否则会与从器件的响应发生冲突。因此，在主器件发送最后一个字节的最后一位后，DE 信号必须在一个位的时间内从高电平切换到低电平。

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; Q8 O# g  t1 l5 |1 D, `' q主器件应能够确保 DE 信号的时序（由 RS-485 和 IO-Link 规范规定）。通过 GPIO 可管理DE 信号。

) f& A) J+ o: I2 d请注意，在本应用笔记中，虽然 DE 信号仿真使用的是 GPIO 端口 C 的引脚 6 (PC6)，但实际上可以使用任何 GPIO。
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) Z9 H: h* f& h0 x2 DE 信号管理方法说明

" p0 T/ ~+ C; @9 V2 _本部分将提供两种控制 DE 信号并在 USART 发送和接收模式间进行切换的方法。

" q' D& O* b' O% r2 r第一种方法使用两个中断：DMA 的发送完成中断和 USART 的发送完成中断。

$ C6 _1 E. n; b% x! O0 \! `/ a* o2 X6 b第二种方法使用两个 USART 中断：发送完成中断和发送缓冲器清空中断。
! Y. C; a7 p5 d/ f5 k0 r2 a2 {* i
: i; ?# u8 I* q! z8 q0 i2.1 使用 DMA 中断的方法

4 N# V( e, o; [在此方法中，DMA 将全程管理数据缓冲器的数据发送。它会将数据缓冲器中的数据持续发送给 USART 数据寄存器，直到 DMA 计数器的读数为 0。如果发生 DMA 发送完成中断，则使能 USART 发送完成中断。在此中断中，将 DE 引脚设置为低电平。

DE 信号会在使能 DMA 传输前设为高电平。

图 2 显示使用 DMA 发送完成中断管理 DE 信号的示例。
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2.2 使用 USART

中断的方法使用 USART 的发送完成中断可以将 DE 引脚变为低电平，从而通知从器件发送响应。另外，还可使用发送数据寄存器清空中断将此引脚变为高电平，通知从器件主器件即将发送数据。图 3 显示使用 USART 中断管理 DE 信号的示例。

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发送第一个字节前应将 DE 引脚拉升为高电平。发送最后一个字节的最后一位后将其变为低电平。这可以通过在发送最后一个字节时使能 TC 中断来实现。下一次发生发送完成中断时会将 DE 引脚变为低电平。

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