STM32串口通信实战指南：掌握串口通信的原理与应用

 # 1. 串口通信基础** 串口通信是一种广泛应用于电子设备之间的异步通信方式，它通过一根或多根导线传输数据。在串口通信中，数据被分解为一系列位，并按顺序发送和接收。 串口通信有两种主要类型：串行异步通信和串行同步通信。串行异步通信中，数据位之间没有时钟信号，而串行同步通信中，数据位由时钟信号同步。STM32微控制器支持串行异步通信，它使用UART（通用异步收发器）外设来实现串口通信。 # 2. STM32串口通信原理** **2.1 串口通信协议** 串口通信协议定义了数据在串口上传输时的格式和规则。主要分为串行异步通信和串行同步通信两种类型。 **2.1.1 串行异步通信** 串行异步通信中，数据位逐个发送，每个数据位之间有一个起始位和一个停止位。起始位为低电平，停止位为高电平。数据位传输的速率称为波特率，单位为比特/秒 (bps)。 **2.1.2 串行同步通信** 串行同步通信中，数据位以组为单位发送，每个组由一个同步字符或时钟信号开始。同步字符或时钟信号用于对齐接收端的数据位。 **2.2 STM32串口硬件架构** STM32微控制器集成了串口控制器 (USART)，用于实现串口通信。USART主要由以下部分组成： **2.2.1 串口控制器** 串口控制器负责管理串口通信的时序、数据格式和中断处理。它包含以下寄存器： - 数据寄存器：用于存储要发送或接收的数据。 - 控制寄存器：用于配置串口参数，如波特率、数据位和校验位。 - 状态寄存器：用于指示串口的状态，如发送或接收缓冲区的状态。 **2.2.2 串口引脚** STM32微控制器提供专用的串口引脚，用于连接到外部设备。这些引脚通常包括： - TX：发送数据引脚 - RX：接收数据引脚 - CTS：清除发送引脚（可选） - RTS：请求发送引脚（可选） **代码块：** ```c // STM32F4xx USART 初始化函数 void USART_Init(USART_TypeDef* USARTx) { // 配置波特率 USARTx->BRR = (uint32_t)(SystemCoreClock / 115200); // 配置数据位、校验位和停止位 USARTx->CR1 &= ~(USART_CR1_M | USART_CR1_PCE | USART_CR1_PS); USARTx->CR1 |= USART_CR1_M_8 | USART_CR1_PCE | USART_CR1_PS_1; // 使能串口 USARTx->CR1 |= USART_CR1_UE; } ``` **逻辑分析：** 此代码块初始化STM32F4xx系列微控制器的USART外设。它配置了波特率、数据位、校验位和停止位。 - `USARTx->BRR`寄存器用于设置波特率。 - `USARTx->CR1`寄存器用于配置数据位、校验位和停止位。 - `USART_CR1_M_8`、`USART_CR1_PCE`和`USART_CR1_PS_1`分别用于设置8位数据位、奇校验和1位停止位。 - 最后，`USARTx->CR1 |= USART_CR1_UE;`使能USART外设。 # 3. STM32串口通信编程** ### 3.1 串口初始化 串口初始化是串口通信编程的基础，主要包括波特率、数据位、校验位等参数的配置。 #### 3.1.1 波特率配置 波特率是指每秒传输的比特数，单位为bps（比特/秒）。STM32的串口控制器支持多种波特率，可以通过设置