目录
【1】通信的基础知识
【2】USART
【3】串口通信协议
【4】相关寄存器
串口控制寄存器
波特率寄存器
中断和状态寄存器
数据发送寄存器
数据接收寄存器
【5】 USART功能框图
【6】串口发送实验
实验要求
1.观察实物
2.分析原理图
3.STM32CubeMX配置
4、寄存器方式编写发送接受一个字节的函数
5、寄存器方式编写发送接受一个字节的函数
6、串口发送接收函数验证
7、不定长接受
8、重定向
【1】通信的基础知识
1.通信：至少有收发两方
2.通信方式的划分
同步信号：通信双方根据同步信号通信，比如双方有一个共同的时钟信号（SPI同步通信）
异步通信：通信双方有自己的独立系统时钟，大家约定通信的速度，异步通信不需要
同步比异步多了根线，这个线是同步时钟
串行通信：指的是同一时刻只能发送一个bit位，因此只需要一根新也可以
优点：占用引脚资源少
缺点：速率慢
并行通信：指的是同一时刻可以发送或者接收多个bit位，所以需要多根数据线
优点：占用引脚资源多
缺点：速率快
串行通信与并行通信的区别：
串行传输距离远
并行传输距离近
1602LED屏幕就是并行通信
单工、半双工、全双工：
单工：要么收，要么发，只能做接受设备或者发送设备。比如：收音机
半双工：可以收，可以发，但是同一时刻只能收或者发。比如：对讲机
全双工：可以在同一时刻即接收，又发送。手机
485半双工 用差分的方式
UART常用的串口通信
SPI LED屏幕有点SPI支持 ss片选相当于点名 主机相当于老师 从机相当于学生
I2C是单总线加了同步时钟
【2】USART
Universal Synchonous Asynchronous receiver transmitter
中文参考手册 564页
USART: 支持同步\异步通信、全双工、串行
UART ：没有信号线，只支持异步通信、全双工、串行
USART不配置时钟线实现UART
【3】串口通信协议
数据帧格式：
空闲状态：信号线保持高电平
起始位：1位 低电平表示数据包的起始
数据位：8位or9位
校验位（可选）：奇偶校验
奇校验：
数据位上的1的个数 + 校验位上1的个数 = 奇数
偶校验：
数据位上的1的个数 + 校验位上1的个数 = 偶数
停止位：1位 将电平信号拉高，代表一个数据包发送结束，回到空闲状态。
波特率：
【4】相关寄存器
串口控制寄存器
（设备功能初始化、通信帧格式配置）
USART_CR1 USART_CR2 USART_CR3
波特率寄存器
USART_BRR
中断和状态寄存器
USART_ISR
数据发送寄存器
USART_TDR
数据接收寄存器
USART_RDR
TDR与RDR 数据发收寄存器
数据总线--写---发送数据寄存器--发送位移寄存器--数据发送端
数据接收端---接收位移寄存器---接收数据寄存器---读
时钟线间接与波特率有关
【5】 USART功能框图
Tx：数据发送端
Rx：数据接收端
流控概念
在两个设备正常通信时，由于处理速度不同，就存在这样一个问题，有的快，有的慢，在某些情况下，就可能导致丢失数据的情况。如台式机与单片机之间的通讯，接收端数据缓冲区已满，则此时继续发送来的数据就会丢失。流控制能解决这个问题
nRTS：请求以发送(Request To Send)，n表示低电平有效。当本设备准备好接收新数据时就会将nRTS变成低电平；当接收寄存器已满时，nRTS将被设置为高电平。
nCTS：清除以发送(Clear To Send) 为输入信号，低电平有效。用于判断是否可以向对方发送数据，低电平说明本设备可以向对方发送数据。
该引脚只适用于硬件流控制
SCLK：发送器时钟输出引脚。这个引脚仅适用于同步模式。
发送过程：由CPU和DMA向数据发送寄存器（TDR）中写入要发送的数据，由发送移位寄存器将数据按位移到发送端口输出。
接收过程：由CPU和DMA读取接收数据寄存器（RDR）中的数据。
【6】串口发送实验
实验要求
通过单片机向电脑（串口助手）发送数据
1.观察实物
找到通信接口 丝印“P4”
2.分析原理图
CH340 ： 电平转换芯片，可以转换TTL电平-USB电平。
数据选择器/多路复用器
3.STM32CubeMX配置
4、寄存器方式编写发送接受一个字节的函数
//写一个单字节发送的函数
void put(uint8_t ch)
{
while(!(USART1->ISR & 1<<7)){}
//判断发送数据寄存器是不是空了
USART1->TDR=ch;
//将数据写入到TDR寄存器中
}
int get()
{
uint8_t ch;
while(!(USART1->ISR & 1<<5)){}
//判断接受数据寄存器是不是空了
ch=USART1->RDR;
//将数据从RDR寄存器中读出来
return ch;
}5、寄存器方式编写发送接受一个字节的函数
HAL_UART_Transmit(UART_HandleTypeDef *huart,
uint8_t *pData, uint16_t Size,
uint32_t Timeout)
功能：串口发送数据
参数：huart ->串口选择（USART1）
pData ->需要发送的数据
Size->发送多少个数据
Timeout->超时时间
返回值：成功返回HAL_OK 失败返回HAL_TIMEOUTHAL_UART_Receive(UART_HandleTypeDef *huart,
uint8_t *pData,
uint16_t Size,
uint32_t Timeout)
功能：串口接受数据函数
参数：
huart ->串口选择（USART1）
pData ->接收数据的地址
Size->发送多少个数据
Timeout->超时时间
返回值：成功返回HAL_OK 失败返回HAL_TIMEOUT6、串口发送接收函数验证
HAL_UART_Receive(&huart1,buf,2,100);
HAL_UART_Transmit(&huart1,buf,strlen(buf),100);
memset(buf,0,sizeof(buf));
7、不定长接受
声明
uint8_t buf[128]={"0 "};//数据缓存区
uint8_t byte;//单个字节缓存区
uint8_t len=0;//接收到的数据长度
写在while内
if(HAL_UART_Receive(&huart1,&byte,1,100)==HAL_OK)
//判断接收一个字节是否成功
{
if(byte=='\n')//判断是否结束
{//如果结束处理数据
HAL_UART_Transmit(&huart1,buf,len,100);//原封不动回回去
memset(buf,0,len);//清空缓存区
len=0; //长度清0
}
else//如果没有接收完成
{
buf[len++]=byte;//继续接收，把接收到的数据存储到buf
}
}8、重定向
//printf的重定向
int fputc(int ch,FILE *f)
{
while(!(USART1->ISR & 1<<7)){}
//判断发送数据寄存器是不是空了
USART1->TDR=ch;
//将数据写入到TDR寄存器中
}
//scanf的重定向
int fgetc(FILE *f)
{
uint8_t ch;
while(!(USART1->ISR & 1<<5)){}
//判断接受数据寄存器是不是空了
ch=USART1->RDR;
//将数据从RDR寄存器中读出来
return ch;
}scanf("%s",buf);
printf("%s",buf);
HAL_Delay(500);
