【STM32】——USART串口协议

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探索STM32的USART串口通信世界

在STM32开发的广阔领域中，串口通信是一种强大的工具，用于设备间的数据传输，如扩展功能和模块集成。它支持多种通信方式，如全双工、半双工和单工，包括I2C、SPI、USART和USB，每种都有其独特的电平特性和应用场景。

简单而高效

串口通信凭借其低成本和易用性，广泛应用于单片机间、电脑与设备间以及模块间的通信。硬件连接仅需TX/RX线，可能需要进行电平转换，常见的电平标准有TTL、RS232和RS485。

数据帧的构建

数据传输的基础是清晰的帧结构，包括起始位、数据位、停止位，以及波特率、奇偶校验等参数。低电平通信遵循低位先行原则，校验位可选为奇偶校验，确保数据的准确性，而停止位则以高电平结束数据帧，提供清晰的帧边界。

STM32 USART的魅力

STM32的USART模块是通用同步/异步收发器，内置硬件支持，能够自动产生波特率，配置参数多样，如数据位数、停止位类型、校验方式和同步模式。它还支持DMA、智能卡、IrDA和LIN协议，功能强大且灵活。

USART资源丰富，有USART1-3，需注意它们的APB总线。TX/RX引脚和智能卡/IrDA接口是必备的，数据传输通过TDR/RDR寄存器进行单向操作。控制部分包括硬件流控（RTS/CTS）和同步时钟（SCLK）。

扩展功能与兼容性

为了兼容SPI协议，移位寄存器允许自适应波特率，实现唤醒多设备通信，通过地址分配实现高效通信。中断控制用于配置TXE和RXNE标志，波特率由BRR寄存器的分频器决定。数据帧中的同步时钟确保精确采样，空闲帧和断开帧则针对特定协议，一般不常见于常规应用。

为了提高数据可靠性，采样次数至关重要，至少9-10次以排除噪声干扰，确保1或0的正确识别。

波特率设置与USB转串口

波特率发生器利用BRR寄存器的DIV值进行设置，如配置为9600波特率时，需计算合适的DIV值。USB转串口技术将USB的5V转换为TXD/RXD，并注意电源降压和接线细节，如跳线帽的位置。

实操入门

通过配置PA9/10的USART1_TX/RX引脚，将GPIO设置为TX输出和RX输入，开始进行实际操作。初始化时，我们编写代码开启USART1时钟，配置GPIO并设置波特率，仅启用发送功能。

高级编程

自动计算分频系数并配置USART寄存器，包括无流控、发送模式、校验选项、1位停止位和8位字长，然后初始化并启用USART1。我们还定义了发送单字节、数组、字符串和数字的函数，以及次方计算函数。

在main.c中，我们整合OLED显示和串口通信，发送一系列数据，如字节、数组、字符串和数字，同时在串口助手处以HEX模式接收。接收数据可以采用查询方式或中断模式，适应不同场景。

随着教程的深入，我们将探讨更多高级主题，如I2C和SPI协议的优化，以及回顾STM32定时器的相关知识，让你的STM32开发之旅更加丰富和全面。立即开始你的探索之旅吧！