485通信——驱动 MX64/MX28 舵机

程序员文章站 2022-06-09 09:29:20

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背景：在使用STM32调试MX64舵机时，由于控制该舵机需要采用RS485通信协议，因此需要从单片机的串口经过一个TTL转485通信的模块再与舵机进行通信。

485通信特点：

485通信采用差分信号：可以抑制共模干扰。尤其当工业现场环境比较复杂，干扰比较多时，采用差分方式可以有效的提高通信可靠性。RS485 采用两根通信线，通常用 A 和 B 或者 D+和 D-来表示。逻辑“1”以两线之间的电压差为+(0.2~6)V 表示，逻辑“0”以两线间的电压差为-(0.2~6)V 来表示，是一种典型的差分通信。

485通信距离与速度：传输距离最远可以达到 1200 米左右，但是它的传输速率和传输距离是成反比的，只有在 100Kb/s 以下的传输速度，才能达到最大的通信距离，如果需要传输更远距离可以使用中继。

485多设备通信：可以在总线上进行联网实现多机通信，总线上允许挂多个收发器，从现有的 RS485芯片来看，有可以挂 32、64、128、256 等不同个设备的驱动器。

485通信方式：半双工模式，因此通讯时需要切换收发状态。

485通信常用电路：

1、手动收发控制的485通信：

485通信——驱动 MX64/MX28 舵机

MAX485 是美信(Maxim)推出的一款常用 RS485 转换器。

5 脚和 8 脚是电源引脚；

6脚和 7 脚就是 RS485 通信中的 A 和 B 两个引脚；

1 脚和 4 脚分别接到单片机的 RXD 和 TXD引脚上，直接使用单片机 UART 进行数据接收和发送；

2 脚和 3 脚是方向引脚，其中 2 脚是低电平使能接收器，3 脚是高电平使能输出驱动器，我们把这两个引脚连到一起，平时不发送数据的时候，保持这两个引脚是低电平，让 MAX485 处于接收状态，当需要发送数据的时候，把这个引脚拉高，发送数据，发送完毕后再拉低这个引脚就可以了。

手动收发控制的485通信电路：

485通信——驱动 MX64/MX28 舵机

实现自动收发功能：

发送数据过程：

发送数据，用的是单片机的TXD引脚，也就是说，在TXD引脚上表现数据。

例：要发送的数据转化为二进制，TXD引脚上就会依次的用高低电平体现1和0。

当TXD发送0时，三极管不导通，DE接高电平，进入发送模式，485芯片会把DI上的电平反应到AB引脚上输出，因为DI已经接地，所以AB引脚会传输0。

当TXD发送1时，三极管导通，RE接低电平，进入接收模式，485芯片的AB引脚进入高阻状态，因为上拉电阻把A拉高，下拉电路把B拉低，所以，AB传输的是1。

总结，TXD发1，AB就发1；TXD发0，AB就发0。

接收数据过程：

接收数据，用的是单片机引脚RXD，也就是说，在RXD引脚上表现数据。

在接收数据的过程中，TXD引脚是一直保持高电平的，当TXD是高电平时，RE是低电平，正好调理成了接收状态，然后485芯片的RO引脚（也就是接RXD的引脚）就会反应AB传输过来的数据。

电路阻值选取：

上下拉电阻R9、R10 —— 1k , 4.7k , 10k

双绞线并联电阻 —— 一般120Ω

MX64舵机驱动：

MX64舵机官网通信接口实例原理图：

485通信——驱动 MX64/MX28 舵机

通过串口TTL转485模块实现数据电平转换，然后使用STM32的串口驱动舵机。

平台：STM32F405RGT6

舵机：MX64T —— 固件版本1.0

舵机通信串口配置：

/* UART2 for MX64 */
void vUart2Config(void)
{
	USART_InitTypeDef usart2;
	GPIO_InitTypeDef  gpio;

	RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA,ENABLE);
	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_USART2,ENABLE);
	GPIO_PinAFConfig(GPIOA,GPIO_PinSource2,GPIO_AF_USART2);
	GPIO_PinAFConfig(GPIOA,GPIO_PinSource3,GPIO_AF_USART2);

	gpio.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2;
	gpio.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;
	gpio.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;
	gpio.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz;
	gpio.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL;
	GPIO_Init(GPIOA,&gpio);

	gpio.GPIO_Pin = GPIO_Pin_3;
	gpio.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN;
	gpio.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz;
	gpio.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL;
	GPIO_Init(GPIOA,&gpio);

	usart2.USART_BaudRate = 115200;
	usart2.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;
	usart2.USART_StopBits = USART_StopBits_1;
	usart2.USART_Parity = USART_Parity_No;
	usart2.USART_Mode = USART_Mode_Rx|USART_Mode_Tx;
	usart2.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;
	USART_Init(USART2,&usart2);

//	USART_ITConfig(USART1,USART_IT_IDLE,ENABLE);
	USART_Cmd(USART2,ENABLE);
//	USART_DMACmd(USART1,USART_DMAReq_Rx,ENABLE);	
	
//	{
//		DMA_InitTypeDef	dma;
//		RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_DMA1,ENABLE);
//		DMA_DeInit(DMA1_Stream6);
//		dma.DMA_Channel= DMA_Channel_4;
//		dma.DMA_PeripheralBaseAddr = (uint32_t)&(USART2->DR);
//		dma.DMA_Memory0BaseAddr = (uint32_t)sbus_rx_buffer;
//		dma.DMA_DIR = DMA_DIR_MemoryToPeripheral;
//		dma.DMA_BufferSize = TX_USART2_BUFFER;
//		dma.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable;
//		dma.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable;
//		dma.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_Byte;
//		dma.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_Byte;
//		dma.DMA_Mode = DMA_Mode_Circular;
//		dma.DMA_Priority = DMA_Priority_VeryHigh;
//		dma.DMA_FIFOMode = DMA_FIFOMode_Disable;
//		dma.DMA_FIFOThreshold = DMA_FIFOThreshold_1QuarterFull;
//		dma.DMA_MemoryBurst = DMA_Mode_Normal;
//		dma.DMA_PeripheralBurst = DMA_PeripheralBurst_Single;
//		DMA_Init(DMA2_Stream5,&dma);
//		DMA_ITConfig(DMA2_Stream5,DMA_IT_TC,ENABLE);
//		DMA_Cmd(DMA2_Stream5,ENABLE);
//	}
}

舵机EEPROM及RAM地址：

485通信——驱动 MX64/MX28 舵机

舵机驱动函数：

这里由于仅需要使用舵机的最基本功能：单圈的位置模式，因此在此只实现了两个控制函数。如有其它需求，仿照一下函数即可。但是关于舵机的控制模式切换以及一些高级的设置，需要使用舵机的编程卡配合上位机配置。

/* MX64 action commend */
void send_MX64_action(void)
{
	uint8_t i = 0;
	uint8_t MX64_buffer[6];
	
	MX64_buffer[0]=0xFF;	
	MX64_buffer[1]=0xFF;	
	MX64_buffer[2]=0xFE;	
	MX64_buffer[3]=0x02;	
	MX64_buffer[4]=0x05;	
	MX64_buffer[5]=0xFA;	//ACTION COMMAND
	
	for(i=0;i<=5;i++)
	{
		USART_SendData(USART2,MX64_buffer[i]);
		while( USART_GetFlagStatus(USART2,USART_FLAG_TC)!= SET);
	}
}

/* MX64 position set commend */
void send_MX64_position(unsigned short Control_Angle)
{
	uint8_t j = 0;
	uint8_t MX64_buffer[15];
	
	MX64_buffer[0]=0xFF;	//header byte 
	MX64_buffer[1]=0xFF;	//header byte
	MX64_buffer[2]=0xFE;	//motor id
	MX64_buffer[3]=0x05;	//length
	MX64_buffer[4]=0x04;	//read and write:0x04 
												//write: 0x03 
	MX64_buffer[5]=0X1E;	//goal position reg address
	/* goal position */
	MX64_buffer[6]=(Control_Angle<<8)>>8;
	MX64_buffer[7]=Control_Angle>>8;
	/* check */
	MX64_buffer[8]=~(MX64_buffer[2]+MX64_buffer[3]+MX64_buffer[4]+MX64_buffer[5]+MX64_buffer[6]+MX64_buffer[7]);
	
	for(j=0;j<=8;j++)
	{
		USART_SendData(USART2,MX64_buffer[j]);
		while( USART_GetFlagStatus(USART2,USART_FLAG_TC)!= SET);
	}
}

注意：在使用位置模式控制舵机时，需要先设置目标位置，目标位置设定成功后，舵机并不会动，而是还需要发送一条ACTION指令（即send_MX64_action()函数）,舵机才会运动。每次设定一个新的目标位置都需要调用该函数，使舵机开始运动。

——cloud over sky

——2020/1/14