第三章、USART
通讯定义 ？通讯分类 （有无时钟源、通讯方式、传输方向）？
波特率的本质：隐形的时钟
电平转换 ？TTL、COMS、RS232、RS485、USB电平标准 ？
STM32串口与RS-232通讯 ？
STM32串口与电脑USB通讯 ？
USART 含义 ？为什么使用异步方式 ？USART 通讯框图 ？
## 1、USART USART是一种通用的串行通信接口，支持同步和异步数据传输。它用于微控制器和其他设备之间的串行通信。为什么使用异步方式：
简单性：异步通信不需要时钟信号，简化了硬件设计。
灵活性：可以在不同的波特率下进行通信，适应多种设备。
成本：减少了对额外时钟线的需求，降低了成本和复杂性。
USART的主要组成部分：
数据寄存器：用于存储要发送或接收的数据。
控制寄存器：配置USART的工作模式、波特率等。
状态寄存器：提供USART的状态信息，如发送完成、接收完成等。
2、USART 通讯协议
记忆关键：1 8 n 1 、9600/115200
也就是一个停止位，8个数据位，无奇偶校验位；常用波特率表示每秒传输的比特数
STM32串口编程方式？ 轮询、中断、DMA ?
3、什么是DMA ？作用 ?通道、仲裁、方向、字节长度、循环/普通？
通道：DMA控制器通常有多个通道，每个通道可以独立地处理一个外设与内存之间的数据传输。
仲裁：在多个外设请求DMA服务时，DMA控制器需要进行仲裁，以决定哪个外设可以使用DMA通道。
方向：
内存到外设：数据从内存传输到外设。
外设到内存：数据从外设传输到内存。
字节长度：DMA可以配置为传输不同长度的数据（如字节、半字、字等），以适应不同外设的需求。
循环/普通：
普通模式：DMA传输完成后，控制器会停止，CPU需要重新启动传输。
循环模式：DMA可以在传输完成后自动重新启动，适合于需要持续数据流的应用，如音频播放。
4、UART
（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter) 代表通用异步收发器（异步串行通信协议中的一种）。它是微控制器内部的硬件外围设备。能够将传入和传出的数据转换为串行二进制流。使用串行到并行转换的方式，能将从外围设备接收的8位串行数据（8位）转换为并行形式（一个字节）。
**UART（通用异步收发传输器）和USART（通用同步异步收发传输器）**是两种串行通信协议，主要区别：
同步与异步：
UART：仅支持异步通信。数据在没有时钟信号的情况下传输，发送和接收设备必须在相同的波特率下工作。
USART：支持同步和异步通信。可以使用外部时钟信号进行同步通信，也可以像UART一样进行异步通信。
数据传输方式：
UART：数据以字节为单位传输，通常使用起始位、数据位、校验位和停止位。
USART：除了支持UART的传输方式外，还可以在同步模式下使用时钟信号进行数据传输，允许更高的传输速率和更可靠的数据传输。
应用场景：
UART：广泛用于简单的串行通信，如微控制器与计算机之间的通信。
USART：适用于需要更高数据传输速率或更复杂通信协议的场合，如在某些工业应用中。
同步/异步收发器
通讯：对话的实现，将一方的信息，以一个合适的方式合理准确地传送给另一方
通信的分类：全双工、半双工、单工 串行/并行 同步/异步
单工：通道是唯一的，接收方Rx 和 发送方Tx身份是唯一的
全双工：通道同时发生
半双工：通道唯一，同一时间只有一个方向的信号传递
5、几个不同的电平标准
1.TTL（晶体管-晶体管逻辑）
逻辑0：0V到0.8V
逻辑1：2V到5V
2.CMOS（互补金属氧化物半导体）
逻辑0：0V到0.3V（相对于电源电压）
逻辑1：0.7V到VDD（电源电压，通常为3V或5V）
3.RS-232
逻辑0（标记状态）：+3V到+15V
逻辑1（空闲状态）：-3V到-15V
4.LVTTL（低电压TTL）
逻辑0：0V到0.8V
逻辑1：1.5V到3.6V
5.LVCMOS（低电压CMOS）
逻辑0：0V到0.3V（相对于电源电压）
逻辑1：0.7V到VDD（电源电压，通常为1.8V、2.5V或3.3V）
6.USB 2.0
逻辑0（低电平）：
电压范围：0V到0.3V
逻辑1（高电平）：
电压范围：3.0V到5.0V
接线是需要交叉相连的
6.Stm32串口与RS-232通讯
通讯协议：串口通讯协议
数据线：空闲时，为高电平
起始位：由高电平变成低电平
数据位：7/8/9/10
校验位：奇校验/偶校验
停止位：1/1.5/2 低电平变高电平
1.详细解释
起始位（Start Bit：UART通信的起始位始终为逻辑低电平（0），用于标识数据传输的开始。
数据位（Data Bits）：UART通信可以使用5、6、7或8个数据位来传输数据。数据位按照位顺序从最低位到最高位传输。
奇偶校验位（Parity Bit）：可选的奇偶校验位用于检测和纠正数据传输中的错误。校验位可以是奇校验（使得数据位的总数包含奇数个1）或偶校验（使得数据位的总数包含偶数个1）。
停止位（Stop Bit）：停止位是UART通信的结束位，始终为逻辑高电平（1）。它标识数据传输的结束，并允许接收器进行下一次数据接收的准备。
波特率（Bps）: 每秒钟传送的码元数（一个数字脉冲）
USART的框图，主要需要了解数据的传输，与外部的连接以及波特率控制器
UART的实验部分：首先是串口交互的实验
其次是串口控灯实验
最后是串口打印实验
打印：transit或者重定向的方法：用printf进行格式化输出，同时也具有方便的特点
重定向这儿的本质：将要发送的数据，存放到uart的Tx_Data_reg这个寄存器当中
2.Uart 接收和发送思路
PC串口助手发送一个字符串-----G030接收到字符串，并存放到rx数组中，将字符串发送出去—PC中的串口助手显示字符串（将rx中的字符串打印到串口助手的显示界面）
这儿代码存在的问题：发送一次，就不停地打印（因为rx中一直有数据），为了解决这个，引入memset函数，但是还是在空打印，所有再引入if(rx[0]==0)
6、实验
1、串口轮询实验
HAL_UART_Receive()
HAL_UART_Transmit()
2、printf/scanf() 重定向
3、串口控灯
Strstr()
串口控灯实验：
需求：由串口发送指令去控制单片机上的led的亮/灭
“led1_0n” -> led1亮 “led2_on” ->led2亮
流程：串口发送指令，然后是G030接收到指令，并存放在rx数组当中，接着是，用字符串比较函数：strstr，strcmp。。。。。最后是在符合判断的条件下，执行相关应用
” -> led1亮 “led2_on” ->led2亮
流程：串口发送指令，然后是G030接收到指令，并存放在rx数组当中，接着是，用字符串比较函数：strstr，strcmp。。。。。最后是在符合判断的条件下，执行相关应用
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