STM32 串口通信基礎知識

1、串口通信簡介

通信接口的兩種方式：

並行通信
-傳輸原理：數據各個位同時傳輸。
-優點：速度快
-缺點：占用引腳資源多

串行通信
-傳輸原理：數據按位順序傳輸。
-優點：占用引腳資源少
-缺點：速度相對較慢

目前使用最多的還是串行通信，即便速度相對較慢，所以下面都是講解串行通信。

①串口通信分類：

串口通信按照數據傳送方向，分為：

（1）單工：數據傳輸只支持數據在一個方向上傳輸
（2）半雙工：允許數據在兩個方向上傳輸，但是，在某一時刻，只允許數據在一個方向上傳輸，它實際上是一種切換方向的單工通信
（3）全雙工：允許數據同時在兩個方向上傳輸，因此，全雙工通信是兩個單工通信方式的結合，它要求發送設備和接收設備都有獨立的接收和發送能力

②STM32的串行通信的方式

同步通信：帶時鍾同步信號傳輸。
異步通信：不帶時鍾同步信號。

注意：一般所說的串口是USART（通用同步異步收發器），同步異步都支持的。STM32F10x系列芯片，包含3個USART和2個UART

2、STM32的串口通信原理

串口通信是單片機最基本的功能，很多傳感器模塊與單片機的連接都會用到串口功能。串口通信，顧名思義就是將一整條的內容，切成一“串”個體來發送或接收。發送的核心思想是：將字符串中的一個字符寫到一個寄存器中（此寄存器只能存一個字符）,寫入后會自動通過串口發送，發送結束再寫入下一個字符。接收時會直接裝入單片機緩沖區的一個字符型數組中，由程序依次讀這個數組。

上圖是串口數據發送接收的過程做一個簡單的圖示。收發控制器根據寄存器配置，對數據存儲轉移部分的移位寄存器進行控制。當需要發送數據時，內核或DMA外設把數據從內存（變量）寫入到發送數據寄存器TDR后，發送控制器將自動把數據從TDR加載到發送移位寄存器，然后通過串口線TX,把數據一位一位地發送出去，在數據從TDR轉移到移位寄存器時，會產生發送寄存器TDR已空事件TXE,當數據從移位寄存器全部發送出去時，會產生數據發送完成事件TC,這些事件可以在狀態寄存器中查詢到。而接收數據則是一個逆過程，數據從串口線RX一位一位地輸入到接收移位寄存器，然后自動地轉移到接收數據寄存器RDR,最后用內核指令或DMA讀取到內存（變量）中。發送完畢或者接收完畢都會有相應的狀態或者事件，我們寫代碼時就可以通過這些事件來判斷是否接收或者發送完畢，然后做出下一步。

3、常用的串口相關寄存器

①USART_SR狀態寄存器
這個寄存器用到了10個位，也就代表有10中狀態標志，每個標志都可以作為中斷的標志位，庫函數的定義如下：

#define USART_IT_PE             ((uint16_t)0x0028)
#define USART_IT_TXE            ((uint16_t)0x0727)
#define USART_IT_TC             ((uint16_t)0x0626)
#define USART_IT_RXNE           ((uint16_t)0x0525)
#define USART_IT_IDLE           ((uint16_t)0x0424)
#define USART_IT_LBD            ((uint16_t)0x0846)
#define USART_IT_CTS            ((uint16_t)0x096A)
#define USART_IT_ORE            ((uint16_t)0x0360)
#define USART_IT_NE             ((uint16_t)0x0260)
#define USART_IT_FE             ((uint16_t)0x0160)

②USART_DR數據寄存器
發送數據寄存器是TDR，接收數據寄存器是RDR，都只用了前8位，發送和接收用到以下兩個函數：

void USART_SendData(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t Data);
uint16_t USART_ReceiveData(USART_TypeDef* USARTx);

4、串口配置的一般步驟

1. 串口時鍾使能，GPIO時鍾使能:RCC_APB2PeriphClockCmd();

2. GPIO端口模式設置:GPIO_Init(); 模式設置為GPIO_Mode_AF_PP

3. 串口參數初始化：USART_Init();

4. 開啟中斷並且初始化NVIC（如果需要開啟中斷才需要這個步驟）
   NVIC_Init();
   USART_ITConfig();

5. 使能串口:USART_Cmd();

6. 編寫中斷處理函數：USARTx_IRQHandler();

7. 串口數據收發：
   void USART_SendData();//發送數據到串口，DR
   uint16_t USART_ReceiveData();//接受數據，從DR讀取接受到的數據

8. 串口傳輸狀態獲取：
   FlagStatus USART_GetFlagStatus(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t USART_FLAG);
   void USART_ClearITPendingBit(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t USART_IT);

歡迎關注我的公眾號：物聯網技術猿
我可以幫你免費下載csdn積分資料！！