STM32串口通信的过程是如何去完成的

串口通信

1.1设备之间的通信方式

  

	串行通讯	并行通讯
原理	按顺序传输数据	数据全部同步发送
优点	连线少，节约成本	传输速度快
缺点	传输速度慢	连线多，成本高

1.2串行通信的分类

    按通讯方式分:

    同步通信：带时钟同步信号传输。比如：SPI，I²C通信接口
异步通信：不带时钟同步信号。比如：UART(通用异步收发器),单总线
    常见的串行通信接口：
  
  

  

    按照数据传送方向分:  

    单工：数据传输是单向的。通信双方中，一方固定为发送端，一方则固定为接收端。信息只能沿一个方向传输，使用一根传输线。如下图(a)
  半双工：通信使用同一根传输线，既可以发送数据又可以接收数据，但不能同时进行发送和接收。数据传输允许数据在两个方向上传输，但是，在任何时刻只能由其中的一方发送数据，另一方接收数据。因此半双工模式既可以使用一条数据线，也可以使用两条数据线。半双工通信中每端需有一个收发切换电子开关，通过切换来决定数据向哪个方向传输。因为有切换，所以会产生时间延迟，信息传输效率低些。如下图(b)
  全双工：通信允许数据同时在两个方向上传输。因此，全双工通信是两个单工通信方式的结合，它要求发送设备和接收设备都有独立的接收和发送能力。在全双工模式中，每一端都有发送器和接收器，有两条传输线，信息传输效率高。
显然，在其它参数都一样的情况下，全双工比半双工传输速度要快，效率要高。如下图(c)
  
  

  

    典型的串口通讯标准:
   EIA RS232(通常简称“RS232”）: 1962年由美国电子工业协会(EIA)制定。
EIA RS485(通常简称“RS485”）: 1983年由美国电子工业协会(EIA)制定。
  STM32串口通信

    STM32F103ZE中，内置了3个通用同步/异步收发器(USART1、USART2和USART3)，和2个通用异步收发器(UART4和UART5)。
  UART连线方式

    1.单片机与单片机连接

  

• RXD：数据输入引脚，数据接受；
  
• TXD：数据发送引脚，数据发送。
  

  

  

  对于两个芯片之间的连接，两个芯片GND共地，同时TXD和RXD交叉连接。这里的交叉连接的意思就是，芯片1的RxD连接芯片2的TXD，芯片2的RXD连接芯片1的TXD。这样，两个芯片之间就可以进行TTL电平通信了。
    2.单片机与上位机连接

  
  

  

  若是芯片与PC机（或上位机）相连，除了共地之外，就不能这样直接交叉连接了。尽管PC机和芯片都有TXD和RXD引脚，但是通常PC机（或上位机）通常使用的都是RS232接口（通常为DB9封装），因此不能直接交叉连接。RS232接口是9针（或引脚），通常是TxD和RxD经过电平转换得到的。故，要想使得芯片与PC机的RS232接口直接通信，需要也将芯片的输入输出端口也电平转换成rs232类型，再交叉连接。
  经过电平转换后，芯片串口(TTL)和rs232的电平标准是不一样的：
  

	TTL	RS232	RS485
"1"	2.4V-5V	-15V-(-3V)	-6V-(-2V)
"0"	0V-0.5V	3V-15V	2V-6V

  UART异步通信方式引脚

  RXD:数据输入引脚。数据接受。
  TXD:数据发送引脚。数据发送。
  
  

  

  

  UART异步通信方式特点

  全双工异步通信。
  分数波特率发生器系统，提供精确的波特率。
  发送和接受共用的可编程波特率，最高可达4.5Mbits/s
  可编程的数据字长度（8位或者9位）；
  可配置的停止位（支持1或者2位停止位）；
  可配置的使用DMA多缓冲器通信。
  单独的发送器和接收器使能位。
  检测标志：① 接受缓冲器 ②发送缓冲器空 ③传输结束标志
  多个带标志的中断源。触发中断。
  其他：校验控制，四个错误检测标志。
  串口数据收发过程

  
  

  

  

   
  串口初始化

  STM32串口异步通信需要定义的参数

  ① 起始位
  ② 数据位（8位或者9位）
  ③ 奇偶校验位（第9位）
  ④ 停止位（1,15,2位）
  ⑤ 波特率设置
  
  

  

  STM32初始化代码

  
void MX_USART1_UART_Init(void)
{


  huart1.Instance = USART1;
  huart1.Init.BaudRate = 115200;
  huart1.Init.WordLength = UART_WORDLENGTH_8B;
  huart1.Init.StopBits = UART_STOPBITS_1;
  huart1.Init.Parity = UART_PARITY_NONE;
  huart1.Init.Mode = UART_MODE_TX_RX;
  huart1.Init.HwFlowCtl = UART_HWCONTROL_NONE;
  huart1.Init.OverSampling = UART_OVERSAMPLING_16;
  HAL_UART_Init(&huart1);


}


void HAL_UART_MspInit(UART_HandleTypeDef* uartHandle)
{


  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};
  if(uartHandle->Instance==USART1)
  {


    __HAL_RCC_USART1_CLK_ENABLE();
  
    __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();


    /**USART1 GPIO Configuration   
    PA9     ------> USART1_TX
    PA10     ------> USART1_RX
    */
    GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_9;
    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;
    GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;
    HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);


    GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_10;
    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;
    GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
    HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);


    HAL_NVIC_SetPriority(USART1_IRQn, 0, 0);


  }
}
串口函数
  (1)HAL_UART_Receive

  功能：串口接收
  例：HAL_UART_Receive(&huart1,Rec,20,0xff);
  说明：HAL_UART_Receive(串口号，接收放哪，要接受多少位，延时)
  (2)HAL_UART_Transmit

  功能：串口发送
  例：HAL_UART_Transmit(&huart1,Rec,20,0XFF);
  说明：HAL_UART_Receive(串口号，发送什么，要发送多少位，延时)
  (3)__HAL_UART_GET_FLAG

  功能：检测串口是否处于空闲状态
  例：if((__HAL_UART_GET_FLAG(&huart1,UART_FLAG_IDLE)!=RESET))
  说明：检测到标志位IDLE置1，说明串口收发处于空闲状态，执行IF语句中的代码
  (4)__HAL_UART_GET_FLAG

  功能：接收到的数据不为空时，标志位置1
  例：if((__HAL_UART_GET_FLAG(&huart1,UART_FLAG_RXNE)!=RESET))
  说明：检测到标志位RXNE置1，说明接收到的消息不为空，准备接受消息。执行IF语句中的代码
  (5)__HAL_UART_ENABLE_IT(&huart1,UART_IT_IDLE)

  功能：开启IDLE串口中断。IDLE（当串口处于空闲状态时，IDLE置1）
  (6)__HAL_UART_DISABLE_IT(&huart1,UART_IT_IDLE)

  功能：禁用IDLE串口中断。IDLE（当串口处于空闲状态时，IDLE置1）
  (7)__HAL_UART_ENABLE_IT(&huart1,UART_IT_RXNE)

  功能：开启RXNE串口中断。RXNE（当接受的数据不为空时，RXNE置1）
  未完待续