小熊派开发笔记-串口读取RS485输出的土壤七合一传感器数据(基于STM32CubeMX)

环境

  • JRE(Java Runtime Environment)
  • STM32CubeMX v6.3.0
  • HAL 库 L4 v1.7.0
  • Keil5-MDK

环境搭建参考:STM32CubeMX学习记录–安装配置与使用

如果不想去官网下,也可以从我的百度云分享里下载 STM32CubeMX 和 HAL 库

链接:https://pan.baidu.com/s/10MKGKPNQrIxZnuMZvVKqkg
提取码:zjor

硬件

  • 小熊派开发板

小熊派开发板

  • 土壤七合一传感器(水分、温度、电导率、氮磷钾、PH值)

土壤七合一传感器(水分、温度、电导率、氮磷钾、PH值)

  • RS485 转 TTL 模块

RS485 转 TTL 模块

接线图

  • 小熊派的 5v 电源接土壤传感器的 电源正
  • 小熊派的 GND 接土壤传感器的 电源地
  • 小熊派的 3.3v 电源接转接模块的 VCC
  • 小熊派的 GND 接转接模块的 GND
  • 小熊派的 UART2_TX 接转接模块的 TXD
  • 小熊派的 UART2_RX 接转接模块的 RXD
  • 转接模块的 A+ 接土壤传感器的 485-A
  • 转接模块的 B- 接土壤传感器的 485-B

创建工程

打开 STM32CubeMX,选择新建一个工程,如下图

新建工程

在输入框中输入 stm32l431rc,选中,然后双击选择中间 LQFP64 的这款,如下图

选择芯片

查看原理图,KEY1 按键对应的引脚为 PB2,如下图

按键原理图

在 STM32CubeMX 中选择 PB2 引脚输出模式为 GPIO_input

设置PB2引脚

设置 PB2 输出方式和别名,如下图

设置PB2引脚

设置 UART1 为异步输出,该串口是用来和 PC 端进行通信,波特率就用默认的 115200,如下图

设置UART1引脚

设置 UART2 为异步输出,该串口用来和土壤传感器进行通信,我们上面的硬件接线也是使用的是 UART2 串口。土壤传感器的波特率为 9600,所以工程里该串口波特率设置为 9600,如下图

设置UART2引脚

时钟使用内部默认时钟,设置为最高 80MHz

设置时钟

设置时钟

最后配置生成工程设置,如下图

生成工程设置

代码生成设置

最后选择右上角的 GENERATE CODE,即可完成工程的创建

在 Keil5-MDK 中编写代码

进入 MDK-ARM 目录,打开工程,在 usart.c 中编写如下代码

/* USER CODE BEGIN 1 */
int fputc(int ch, FILE *file)
{
	uint8_t temp[1] = {ch};
	HAL_UART_Transmit(&huart1, temp, 1, 0xff);
	return HAL_OK;
}
/* USER CODE END 1 */

并在该文件头部添加头文件

/* USER CODE BEGIN 0 */
#include "stdio.h"
/* USER CODE END 0 */

重写 fputc 可以将 printf 函数的输出重定向到 uart1 串口上,就可以通过串口助手显示出来

main.c 中,首先添加头文件

/* USER CODE BEGIN Includes */
#include "stdio.h"
/* USER CODE END Includes */

然后在 main 函数的 while 循环中编写如下代码

/* USER CODE BEGIN 3 */
// 如果检测到 KEY1 按下
if (HAL_GPIO_ReadPin(KEY1_GPIO_Port, KEY1_Pin) == GPIO_PIN_RESET)
{
    // 按键去抖
    HAL_Delay(20);
    while (HAL_GPIO_ReadPin(KEY1_GPIO_Port, KEY1_Pin) == GPIO_PIN_RESET);
    HAL_Delay(20);
    
    // 发送问询帧
    uint8_t askData[] = {0x01, 0x03, 0x00, 0x00, 0x00, 0x04, 0x44, 0x09};
    HAL_UART_Transmit(&huart2, askData, 8, 0xff);
    
    // 接收应答帧
    uint8_t result[13];
    HAL_UART_Receive(&huart2, result, 13, 0xff);
    for (int i = 0; i < 13; i++)
    {
        printf(" %x ", result[i]);
    }
}

这里的 HAL_UART_TransmitHAL_UART_Receive 都是用的 uart2 串口,向我们的土壤传感器发送和接收数据。

查阅土壤传感器的用户手册,想要获取数据,要先发送一个问询帧,如下

土壤传感器的用户手册

因此,我们根据用户手册里的示例,向 uart2 串口发送一个如代码所示的问询帧,然后接收返回来的应答帧,最后输出到串口助手上就好啦

编译、烧录程序

勾选 MicroLIB 库

勾选 MicroLIB 库很重要,不然会无法向串口助手输出数据

勾选 reset and run

勾选 reset and run

勾选 reset and run 可以让程序烧录完成后自动运行。

设置完成后点击确定,OK

点击编译,然后烧录,下图所示表示烧录成功

编译烧录

打开串口助手,这里我用的是 QCOM。打开端口,然后按下小熊派的 KEY1 按键,可以看到串口助手打印出了应答帧的信息,如下图

串口助手

根据土壤传感器的用户手册,可以解析出温度数据为:0x01 0x03(十六进制) = 259(十进制),所以当前温度为 25.9 ℃

世界上最幸运的事莫过于可以学习自己喜欢的知识~

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