Atomic RS485/232 Base Arduino 使用教程

1. 准备工作

环境配置：参考 Arduino IDE 上手教程完成 IDE 安装，并根据实际使用的开发板安装对应的板管理，与需要的驱动库。
使用到的驱动库：
- M5Unified
- M5GFX
使用到的硬件产品：

2. RS485/232 通信简介

RS485 和 RS232 是两种常见的串行通信协议，广泛应用于工业自动化、嵌入式系统等领域。RS485 支持多点通信，适用于长距离传输，而 RS232 通常用于点对点通信，适合短距离连接。

2.1 RS485 通信介绍

1. 核心定义：
- 物理层接口标准，定义了电气特性（如电压、阻抗）和连接方式。
- 支持半双工通信，需通过使能信号控制数据收发，无需单独的收发时钟线。
2. 关键特性：
- 通信距离：无中继时可达 1200 米。
- 传输速率：速率与距离成反比，10 米内可达 10Mbps，1200 米时约 100Kbps。
- 节点容量：单总线最多可连接 32 个设备（通过中继器可扩展至 256 个以上）。
- 抗干扰性：采用差分传输（两根信号线 A/B，信号为两者电压差），能有效抵御共模干扰。
3. 工作原理：
- 电平定义：逻辑 “1” 对应 A-B≥200mV，逻辑 “0” 对应 A-B≤-200mV。
- 发送端：将 TTL 电平转换为差分信号，通过 A 线（正）和 B 线（负）传输。
- 接收端：接收 A/B 差分信号，转换回 TTL 电平供设备处理。
- 接口形式：无固定接口，多为两线端子或 DB9 （9 针），核心仅需 A、B 两根线即可通信。

2.2 RS232 通信介绍

1. 核心定义：
- 异步串行通信的电气接口标准，明确了信号电平、引脚功能和接口形式。
- 支持全双工通信，拥有独立的发送线（TXD）和接收线（RXD），发送和接收数据可同时进行，无需使能信号控制收发。
2. 关键特性：
- 通信距离：标准规定最大距离为 15 米，实际应用中通常在 1.5 米以内以保证信号质量。
- 传输速率：速率与距离成反比，最高可达 20Kbps。
- 节点容量：点对点通信，仅支持两个设备直接连接。
- 抗干扰性：采用单端传输（以地为参考），抗干扰能力较差，易受共模噪声影响。
3. 工作原理：
- 电平定义：逻辑 “1” 对应 -3V 至 -15V，逻辑 “0” 对应 +3V 至 +15V。
- 发送端：将 TTL 电平转换为 RS232 电平，通过 TXD 线发送数据。
- 接收端：通过 RXD 线接收 RS232 电平信号，转换回 TTL 电平供设备处理。
- 接口形式：常见 DB9（9 针）或 DB25（25 针）连接器，核心仅需 TXD、RXD、GND 三根线即可通信。

3. 案例程序

本教程中使用的主控设备为 AtomS3R ，搭配 Atomic RS485/232 Base。本模块采用串口方式通讯，根据实际的电路连接修改程序中的引脚定义，设备连接后对应的串口引脚为G5 (RX)、G6 (TX)。
Atomic RS485 Base 内部没有集成 120Ω 终端电阻，可参考下图位置在 A/B 线间增加 120Ω 电阻。

cpp 
#include <M5Unified.h>
#include <M5GFX.h>

static int cnt = 0;          // Counter for RS485 sent messages (increments per transmission)
String recvBuffer;           // Buffer to store received RS485 data

void setup() {
    M5.begin();           
    M5.Display.clear();  
    M5.Display.setFont(&fonts::FreeMonoBold9pt7b); 
    M5.Display.drawString("Send :", 0, 5);     
    M5.Display.drawString("Receive :", 0, 50);  
    
    Serial.begin(115200);   
    
    // Parameters: baud rate=115200, config=8N1 (8 data bits, 1 stop bit, no parity), RX pin=27, TX pin=19
    Serial2.begin(115200, SERIAL_8N1, 5, 6);
}

void loop() {
    M5.update();         

    // --- Send Data ---
    String msg = "RS485 #" + String(++cnt); 
    Serial2.println(msg);          
    Serial.printf("Send: %s\n", msg.c_str());

    // Display sent message on screen
    M5.Display.fillRect(0, 25, 128, 20, TFT_BLACK); 
    M5.Display.setTextColor(GREEN);   
    M5.Display.setCursor(0, 25);             
    M5.Display.printf("%s\n", msg.c_str());       

    // --- Receive Data ---
    recvBuffer = "";                  
    while (Serial2.available()) {         
        char ch = Serial2.read();            
        recvBuffer += ch;                       
    }

    // If valid data is received
    if (recvBuffer.length() > 0) {
        Serial.print("Recv: ");                  
        Serial.print(recvBuffer);
        Serial2.flush();
        
        // Display received message on screen
        M5.Display.setTextColor(YELLOW);       
        M5.Display.fillRect(0, 70, 128, 20, TFT_BLACK); 
        M5.Display.setCursor(0, 70);            
        M5.Display.printf("%s", recvBuffer.c_str()); 
    }

    delay(2000); 
}

4. 编译上传

1. 下载模式：不同设备进行程序烧录前需要下载模式，不同的主控设备该步骤可能有所不同。详情可参考Arduino IDE上手教程页面底部的设备程序下载教程列表，查看具体的操作方式。
AtomS3R 长按复位按键 (大约 2 秒) 直到内部绿色 LED 灯亮起，便可松开，此时设备已进入下载模式，等待烧录。

2. 选中设备端口，点击 Arduino IDE 左上角编译上传按钮，等待程序完成编译并上传至设备。

5. RS485/232 通信效果展示

上述例程下载成功后，设备上电后会在屏幕上显示发送和接收的数据内容。每隔 2 秒通过 RS485/232 接口发送一次信息，并监听接收通过该接口传输过来的数据。主控屏幕显示效果如下所示：

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1. Arduino 环境配置

2. 设备开发 & 案例程序

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