第5章串口通信

通信接口通信的目的：将一个设备的数据传送到另一个设备，扩展硬件系统通信协议：制定通信的规则，通信双方按照协议规则进行数据收发名称引脚双工时钟电平设备USARTTX、RX全双工异步单端点对点I2CSCL、SDA半双工同步单端多设备SPISCLK、MOSI、MISO、CS全双工同步单端多设备CANCAN_H、CAN_L半双工异步差分多设备USBDP、DM半双工异步差分点对点硬件电路Tx：发送数据Rx：接收数据GND：共地，使通信双方获取相同的电压基准VCC：使用通信的一方给另一方供电VCCVCCTxTxABRxGNDRxGNDUSB转串口模块电脑USB口蓝牙模块串口怎么表示0和1电平标准是数据1和数据0的表达方式，是传输线缆中人为规定的电压与数据的对应关系，串口常用的电平标准有如下三种：TTL电平：+3.3V或+5V表示1，0V表示0RS232电平：-3~-15V表示1，+3~+15V表示0RS485电平：两线压差+2~+6V表示1，-2~-6V表示0（差分信号）串口数据帧格式VCCTxAVCCTxB

1

0

1

1

0

1

RxGNDRxGND

0

0 串口数据帧格式例1：通过串口发送十进制数字27例2：发送字符串“Hello”ASCII码:H=0x48e=0x65l=0x6co=0x6f串口数据帧格式起始位数据位停止位空闲空闲串口数据帧格式奇偶校验（查1的个数）奇校验：要求1的个数为奇数偶校验：

要求1的个数为偶数8位有效载荷+1位校验位发送方：发送0x35(00110101)，奇校验10

1

0

1

10

01

1

1

0

1

10

0接收方：

奇校验校

验出错校

验校验位：为了检验数据传输是否出错而设立的比特位波特率波特率单个码元的宽度96001/9600s=

0.104ms192001/19200

s=

52

us384001/38400

s=

26

us576001/57600

s=

17.4

us1152001/115200

s=8.7us正常通信的条件：1.采用相同的波特率2.采用相同的数据帧格式波特率：每秒钟传输码元的个数异步通信：收发双方不共享时钟数据线AB时钟线串口流控的工作原理Tx：数据发送Rx：数据接收CTS(Clear

To

Send)：可以发送。低电平有效，发送方有效RTS(Request

To

Send)：请求发送。低电平有效，接收方有效TxTxRxRxRTSRTSCTSCTSUSART简介USART（UniversalSynchronous/AsynchronousReceiver/Transmitter）通用同步/异步收发器USART是STM32内部集成的硬件外设，可根据数据寄存器的一个字节数据自动生成数据帧时序，从TX引脚发送出去，也可自动接收RX引脚的数据帧时序，拼接为一个字节数据，存放在数据寄存器里自带波特率发生器，最高达4.5Mbits/s可配置数据位长度（8/9）、停止位长度（0.5/1/1.5/2）可选校验位（无校验/奇校验/偶校验）支持同步模式、硬件流控制、DMA、智能卡、IrDA、LINSTM32F103C8T6

USART资源：USART1、USART2、USART3USART框图USART基本结构寄存器组TDR-

发送数据寄存器RDR-接收数据寄存器

CR-

配置寄存器SR-

状态寄存器BRR-

波特率寄存器IER-

中断使能寄存器中断使能寄存器（IER）状态寄存器（SR）配置寄存器（CR）

波特率寄存器（BRR）TXE

RXNE

TCTx开关发送数据寄

存器（TDR）接收数据寄

存器（RDR）÷16发送和接收

控制TCIE

PEIE

EIEIE

IE接收发送时钟TxRxM

STOP

PE

PSRx开关分频器波特率总开关中断NE

OREPE

FETXE

RXNERX

ETX

EUE----------第3个数据--------------------第1个数据--------------------第2个数据----------USART的HAL驱动程序分组函数名功能说明初始化HAL_UART_Init()串口初始化，设置串口通信参数HAL_UART_MspInit()串口初始化的MSP弱函数，在HAL_UART_Init()中被调用，一般用于串口引脚的GPIO初始化和中断设置HAL_UART_GetState()获取串口当前状态HAL_UART_GetError()返回串口错误代码阻塞式传输（Blockingmode）HAL_UART_Transmit()阻塞方式发送一个缓冲区的数据，发送完成或超时后才返回HAL_UART_Receive()阻塞方式将数据接收到一个缓冲区，接收完成或超时后才返回中断方式传输HAL_UART_Tramsmit_IT()以中断方式发送一个缓冲区的数据HAL_UART_Receive_IT()以中断方式将指定长度的数据接收到缓冲区DMA方式HAL_UART_Tramsmit_DMA()以DMA方式发送一个缓冲区的数据HAL_UART_Receive_DMA()以DMA方式将指定长度的数据接收到缓冲区HAL_UART_DMAPause()暂停DMA传输过程HAL_UART_DMAResume()继续先前暂停的DMA传输过程HAL_UART_DMAStop()停止DMA传输过程USART的HAL驱动程序宏函数功能描述__HAL_UART_ENABLE(__HANDLE__)启动某个串口__HAL_UART_DISABLE(__HANDLE__)禁用某个串口__HAL_UART_ENABLE_IT(__HANDLE__,__INTERRUPT__)允许某个事件产生中断__HAL_UART_DISABLE_IT(__HANDLE__,__INTERRUPT__)禁止某个事件产生中断__HAL_UART_GET_IT_SOURE(__HANDLE__,__INTERRUPT__)检查某个事件是否被允许产生中断__HAL_UART_GET_FLAG(__HANDLE__,__FLAG__)检查某个事件的中断标志是否被置位__HAL_UART_CLEAR_FLAG(__HANDLE__,__FLAG__)清除某个事件的中断标志位常用的宏函数USART的HAL驱动程序中断事件宏定义中断事件描述对应的回调函数UART_IT_CTSCTS信号变化中断无UART_IT_LBDLIN打断检测中断无UART_IT_TXE发送数据寄存器非空中断无UART_IT_TC传输完成中断，用于发送完成HAL_UART_TxCpltCallback(huart)UART_IT_RXNE接收数据寄存器非空中断HAL_UART_RxCpltCallback(huart)UART_IT_IDLE线路空闲状态中断无UART_IT_PE奇偶校验错误中断HAL_UART_ErrorCallback(huart)UART_IT_ERR发生帧错误、噪声错误、溢出错误的中断HAL_UART_ErrorCallback(huart)中断事件与回调函数示例1：轮询方式

创建一个示例项目Demo5_1_UART，按照下图所示的电路连接方式，通过USB转串口模块CH340将计算机与STM32F103C8T6的最小系统板连接，实现串口收发通信。示例1：轮询方式示例2：中断方式接收使用注意事项HAL_UART_Transmit()或HAL_UART_Rec