开源小芯片可以把 RS485 当作全双工使用，支持 50Mbps

我们知道，RS485 物理层是半双工，即便总线上只有两个节点，譬如一台 PC 和一个设备，设备也不能主动发数据给 PC，因为可能会和 PC 下发的数据冲突。

这也是为什么 RS232 始终不能被 RS485 所取代的主要原因，除了不能全双工，其它方面 RS485 都要比 RS232 优秀很多，譬如更远的距离、更高的速度、可以连接更多节点、更加抗干扰。

然而，现在可以通过这个小芯片，在半双工的 RS485 总线上，为任意两两节点之间，虚拟出全双工专线。
譬如总线上有 A B C D 四个节点，A B 之间可以随意互发数据，C D 之间也可以，A C 之间也可以，不会出现数据冲突的问题。
而且支持组播通讯：A 同时发数据给 C 和 D. 以及支持广播：譬如 A 同时发送数据给 B C D, 然后 B C D 还可以同时回复数据给 A.



芯片的原理其实很简单，它是一个 SPI 转 UART 控制器，UART 端是有指定的数据包格式的（原地址、目标地址、数据长度共 3 字节头 + 用户数据 + 2 字节 CRC 结尾），芯片 UART 口可连接 RS485 接口芯片，控制 RS485 的收发，SPI 口则连接用户 MCU。


此 UART 控制器引入了 CAN 总线的仲裁功能，只不过收发是按照标准的串口 8N1 格式（一个启始位，8 个数据位，一个停止位，无校验位）。

在 RS485 上进行收发的时候，会通过包头第一个字节进行仲裁（第一个字节是发送方的地址），按位回读进行非破坏性仲裁，让优先级最高的节点优先使用总线，而低优先级的节点，数据会延后自动重传。

发送首字节时 RS485 是半驱输出，因为回读有延迟，速率建议不超过 1Mbps。
由于 RS485 支持全驱输出，所以从第二个字节开始，可以用更高的传输速率，此芯片速率可以达到 50Mbps（类似 CAN FD 的双速率，但由于 CAN FD 的高速部分依然是半驱输出，所以速率比较受限）。
在需要兼容传统串口的场合，使用仲裁模式时，需要让高速部分的速率和低速部分保持相同。

此芯片同时还支持另一种模式，可以全程使用高速波特率，同样可以把 RS485 当全双工使用 - Break Sync 模式。

原理也不复杂，总线空闲一段时间后，若某个节点想发送数据，需要先发送一个 break 字符（连续 10 个 bit 为 0 的特殊串口字符）。
break 字符在这里的功能是让总线退出空闲状态，而且若有多个节点同时发送 break 字符，也不会有不良影响。

等总线重新进入空闲后，每个节点等待不同的时间发送数据，优先级越高的节点等待的时间越短。由于各节点等待时间不同，所以不会发生数据冲突。
此模式适合节点数相对较少的总线，节点数多了，最大等待时间就会变长，影响效率。

除了以上两种对等通讯模式，还支持传统全双工和传统半双工模式，可以当作普通的串口扩展芯片使用。

芯片源码和细节说明：https://cdbus.org （中文版可参见附件中文数据手册）
CDBUS 的 IP 核 FPGA 用户可以免费商用。


芯片手册：




相关的开源项目摘选：

半自动桌面视觉贴片机 CDPNP： https://github.com/dukelec/cdpnp
（开源贴片机视频： https://www.bilibili.com/video/BV1cj411Y7qQ/ ）

CDFOC 无刷电机 FOC 控制器： https://github.com/dukelec/cdfoc

CDSTEP 步进电机控制器： https://github.com/dukelec/cdstep

CDCAM 串口摄像头： https://github.com/dukelec/cdcam

CDBUS-BRIDGE（USB 转高速 RS485）： https://github.com/dukelec/cdbus_bridge

CDBUS-GUI 开源串口上位机，支持参数配置、波形显示、IAP 升级： https://github.com/dukelec/cdbus_gui

看产品需求

譬如我手边的数显直流电源，以及桌面小回流焊箱，对外都是 rs232

电脑端的软件只需要打开对应的串口号就可以控制对应设备，因为串口比较简单通用，不同操作系统都有一样的串口接口
用户想二次开发的话，串口协议也非常简单（而让用户对接 can 协议，会相当麻烦）

如果这些设备使用的是 can 接口，估计会让绝大多数用户抓瞎，首先一个 usb 转 can 的工具就五花八门、不太通用，linux 有通用的 can 网络接口，但其它系统却又没有
设备厂家想写一个上位机软件，也不知道要兼容多少工具，跨平台支持多操作系统更是要命

can 的高端市场已经被工业以太网抢差不多了，低端又有 485、lin 等瓜分市场，又没有串口那么简单通用，速率又不高、历史包袱又很重（譬如搞 can fd 的时候还要考虑协议是否要兼容 can2.0），除非是特定行业指定，否则我倾向于使用永不会过时的串口，且让串口变的更强更好用

不同的

由于传统 rs485 只支持单个主机，所以在需要多主机的场合，譬如多个主机操作一个设备，需要使用一个你所说的网桥，当两个主机一起发数据的时候，网桥负责给它们排序，防止多主机冲突

而此帖提到的 cdbus 总线，可以让 rs485 直接支持多主机：

一条 rs485 总线即可连接 N 个主机 + M 个从机，数据不会冲突，也不用网桥中转