嵌入式系统原理及应用项目化教程 课件 项目六 串行通信设计与实现

嵌入式系统原理及应用

项目化教程项目6串行通信设计与实现学习目标1.了解串行通信的基本概念；2．掌握STM32F1的USART接口及配置；3．掌握printf重定向；4．利用STM32F1的USART1实现与PC机对话。目录6.1串行通信6.2USART介绍6.3任务10USART1与PC机实现对话6.4任务11printf重定向至串口1.通信接口背景知识

处理器与外部设备通信的两种方式：并行通信-传输原理：数据各个位同时传输。-优点：速度快-缺点：占用引脚资源多串行通信-传输原理：数据按位顺序传输。-优点：占用引脚资源少-缺点：速度相对较慢6.1串行通信1.通信接口背景知识

串行通信：按照数据传送方向，分为：单工：

数据传输只支持数据在一个方向上传输半双工：

允许数据在两个方向上传输，但是，在某一时刻，只允许数

据在一个方向上传输，它实际上是一种切换方向的单工通信；全双工：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。6.1串行通信1.通信接口背景知识

串行通信三种传送方式：6.1串行通信1.通信接口背景知识

串行通信的通信方式同步通信：带时钟同步信号传输。-SPI，IIC通信接口异步通信：不带时钟同步信号。-UART(通用异步收发器),单总线6.1串行通信1.通信接口背景知识

常见的串行通信接口：通信标准引脚说明通信方式通信方向UART(通用异步收发器)TXD:发送端RXD:接受端GND:公共地异步通信全双工单总线（1-wire)DQ:发送/接受端异步通信半双工SPISCK:同步时钟MISO:主机输入，从机输出MOSI:主机输出，从机输入同步通信全双工I2CSCL:同步时钟SDA:数据输入/输出端同步通信半双工6.1串行通信2.STM32串口通信基础

STM32的串口通信接口UART:通用异步收发器USART:通用同步异步收发器大容量STM32F10x系列芯片，包含3个USART和2个UART6.1串行通信2.STM32串口通信基础

UART异步通信方式引脚连接方法：-RXD:数据输入引脚。数据接受。-TXD:数据发送引脚。数据发送。6.1串行通信2.STM32串口通信基础

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。串口号RXDTXD1PA10PA92PA3PA23PB11PB104PC11PC105PD2PC126.1串行通信2.STM32串口通信基础

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。6.1串行通信2.STM32串口通信基础

串口通信过程数据接收过程：MCU内核输入数据缓冲器串行输入移位寄存器MCU内核输出数据缓冲器串行输出移位寄存器数据发送过程：RXDTXD串行数据输入串行数据输出外部设备外部设备……6.1串行通信

STM32串口异步通信需要定义的参数：

起始位数据位（8位或者9位）

奇偶校验位（第9位）

停止位（1,15,2位）

波特率设置范例：2.STM32串口通信基础6.1串行通信2.STM32串口通信基础6.1串行通信STM32串口资源166.2USART介绍USART是通用同步/异步收发器（带同步时钟线USART_CK）UART是通用异步收发器（没有同步时钟线）

但最常用的是异步模式，同步模式很少用，所以二者区别不大。USART只是一种协议方式，根据不同电平方式分为RS232和RS485等

6.2USART介绍6.2USART介绍序号名称功能序号名称功能12PA2USART2_TX30PA9USART1_TX13PA3USART2_RX31PA10USART1_RX21PB10USART3_TX42PB6USART1_TX22PB11USART3_RX43PB7USART1_RX通过搜索关键字USART，可以找到STM32F103单片机的串口引脚分布STM32串口资源19同一个引脚可以对应多个功能，同一个功能也可以对应多个引脚6.2USART介绍6.2USART介绍6.3任务10USART1与PC机实现对话6.4任务11printf重定向至串口需要将fputc里面的输出指向STM32串口即可，fputc函数有固定的格式，只需要在函数内操作STM32串口即可，代码如下：intfputc(intch,FILE*p)//函数默认的，在使用printf函数时自动调用{USART_SendData(USART1,(u8)ch);while(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TXE)==RESET);