?? 專欄簡介：本專欄記錄了從零學(xué)習(xí)單片機(jī)的過程，其中包括51單片機(jī)和STM32單片機(jī)兩部分；建議先學(xué)習(xí)51單片機(jī)，其是STM32等高級單片機(jī)的基礎(chǔ)；這樣再學(xué)習(xí)STM32時才能融會貫通。
?? 專欄適用人群 ：適用于想要從零基礎(chǔ)開始學(xué)習(xí)入門單片機(jī)，且有一定C語言基礎(chǔ)的的童鞋。
??專欄目標(biāo)：實(shí)現(xiàn)從零基礎(chǔ)入門51單片機(jī)和STM32單片機(jī)，力求在玩好單片機(jī)的同時，能夠了解一些計(jì)算機(jī)的基本概念，了解電路及其元器件的基本理論等。?? 專欄主要內(nèi)容： 主要學(xué)習(xí)STM32單片機(jī)的功能、各個模塊、單片機(jī)的外設(shè)、驅(qū)動等，最終玩好單片機(jī)和單片機(jī)的外設(shè)，全程手敲代碼，實(shí)現(xiàn)我們所要實(shí)現(xiàn)的功能。
?? 專欄說明 ：如果文章知識點(diǎn)有錯誤的地方，歡迎大家隨時在文章下面評論，我會第一時間改正。讓我們一起學(xué)習(xí)，一起進(jìn)步。
??專欄主頁：http://t.csdn.cn/HCD8v
本學(xué)習(xí)過程參考：https://space.bilibili.com/383400717
STM3單片機(jī)安裝軟件、各種資料以及源碼的路徑：
鏈接：https://pan.baidu.com/s/1snD0uuTfMhchFqOMWvAiHA?pwd=asdf#list/path=%2F
提取碼：asdf
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本大節(jié)主要學(xué)習(xí)USART的相關(guān)知識，包含九小節(jié)：
第一小節(jié)主要學(xué)習(xí)USART串口協(xié)議的理論基礎(chǔ)知識
第二小節(jié)主要學(xué)習(xí)USART串口外設(shè)的理論基礎(chǔ)知識
第三小節(jié)是對第一、二小節(jié)的內(nèi)容寫一個串口發(fā)送程序進(jìn)行練習(xí)
第四小節(jié)是對第一、二小節(jié)的內(nèi)容再寫一個串口發(fā)送+接收的程序進(jìn)行練習(xí)
第五小節(jié)主要學(xué)習(xí)USART串口數(shù)據(jù)包的理論基礎(chǔ)知識
第六小節(jié)是對第五小節(jié)的內(nèi)容寫一個串口收發(fā)HEX數(shù)據(jù)包程序進(jìn)行練習(xí)
第七小節(jié)是對第五小節(jié)的內(nèi)容再寫一個串口收發(fā)文本數(shù)據(jù)包程序進(jìn)行練習(xí)
第八小節(jié)主要了解FlyMcu串口下載的知識
第九小節(jié)主要了解STLINK Utility串口下載的知識
最終附上所有的源代碼；
本小節(jié)主要學(xué)習(xí)USART串口協(xié)議的理論基礎(chǔ)知識。
一、STM32通信接口介紹
- 以上通信接口，STM32C8T6均支持；
- USART包含TX和RX兩個引腳，也叫TXD和RXD；TX（Transmit Exchange）是數(shù)據(jù)發(fā)送腳，RX（Receive Exchange）是數(shù)據(jù)接收腳；數(shù)據(jù)按照協(xié)議在這些引腳上進(jìn)行輸入和輸出，從而實(shí)現(xiàn)通信；
- USART是全雙工的模式；全雙工是指通信雙方能夠同時進(jìn)行雙向通信，一般來說，全雙工的通信都有兩根通信線；比如串口，一根TX發(fā)送，一根RX接收；
- USART是異步通信，所以需要通信雙方約定一個采樣頻率，并且還需要加一些幀頭幀尾等進(jìn)行采樣位置的對齊；
- USART的電平是單端電平，也就是說它們引腳的高低電平都是對GND的電壓差；所以單端通信的雙方必須共地，也就是把GND接在一起；
二、串口通信
- 上圖的底部三幅圖，左邊是USB轉(zhuǎn)串口模塊， 上面的芯片是CH340;這個芯片可以把串口協(xié)議轉(zhuǎn)換為USB協(xié)議，它一邊是USB口，可以插在電腦上，另一邊是串口的引腳，可以和支持串口的芯片連接在一起；這樣就能實(shí)現(xiàn)串口和電腦的通信了；中間的圖是陀螺儀傳感器模塊；右邊是藍(lán)牙串口模塊；
三、硬件電路
- 上圖就是串口的接線圖
- 一般串口通信模塊都有四個引腳，VCC、TX、RX、GND；VCC和GND是供電，TX和RX是通信的引腳；串口通信的TX、RX、GND是必須要接的；上面的VCC，如果兩個設(shè)備都有獨(dú)立供電，那么VCC可以不接；
四、電平標(biāo)準(zhǔn)
- 單片機(jī)中最常用的就是TTl電平；
五、串口參數(shù)及時序
- 上圖底部的兩張時序圖，就是串口發(fā)送一個字節(jié)的格式，這個格式是串口協(xié)議規(guī)定的
- 串口中，每一個字節(jié)都裝載在一個數(shù)據(jù)幀里面，每個數(shù)據(jù)幀都有起始位、數(shù)據(jù)位和停止位組成，左圖中數(shù)據(jù)位有8個，代表一個字節(jié)的8位；右圖的數(shù)據(jù)位有9個，除了一個字節(jié)的8位外，最后一位是奇偶校驗(yàn)位；
- 串口的參數(shù)包括波特率、起始位、數(shù)據(jù)位、校驗(yàn)位、停止位等
- 波特率的用途是規(guī)定串口通信的速率；
- 串口的空閑狀態(tài)是高電平，也就是沒有數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r候，引腳必須要置高電平，作為空閑狀態(tài)；然后需要傳輸?shù)臅r候，必須要先發(fā)送一個起始位，這個起始位必須是低電平，來打破空閑狀態(tài)的高電平，產(chǎn)生一個下降沿，這個下降沿就告訴接收設(shè)備，這一幀數(shù)據(jù)要開始了；
- 同理，當(dāng)數(shù)據(jù)發(fā)送結(jié)束時必須有一個停止位，用于數(shù)據(jù)幀間隔，固定為高電平；同時這個停止位也是為下一個起始位做準(zhǔn)備；
- 所以起始位固定為0，產(chǎn)生下降沿，表示傳輸開始；停止位固定為1，把引腳恢復(fù)成高電平；
- 數(shù)據(jù)位是低位先行，也就是先發(fā)送低位，再發(fā)送高位；比如要想發(fā)送
0x0F，也就是00001111，波形如下圖所示：
六、串口時序
文章來源：http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-574403.html
- 上面列出了幾個串口通信的實(shí)際波形；看完這幾個波形我們就能大致理解串口是如何傳輸數(shù)據(jù)的了；
- 首先左邊第一個波形是發(fā)送一個字節(jié)數(shù)據(jù)0x55時，再TX引腳輸出的波形；因?yàn)榇趥鬏斒菑牡臀坏礁呶粋鬏數(shù)?，所以第一個波形從低到高依次是1->0->1->0->1->0->1->0，所以從高到底排列的二進(jìn)制數(shù)據(jù)就是
01010101，也就是0x55； - 第一個波形波特率是9600，所以每一位的時間就是1/9600，大概是104us，可以看到，上圖第一個波形每一位就是100us多一點(diǎn)，就是104us；沒發(fā)送數(shù)據(jù)的時候，空閑狀態(tài)是高電平，數(shù)據(jù)幀開始，先發(fā)送起始位，產(chǎn)生下降沿，代表數(shù)據(jù)幀開始；數(shù)據(jù)0x55轉(zhuǎn)為二進(jìn)制，低位先行，就是依次發(fā)送10101010；然后這個參數(shù)是8位數(shù)據(jù)，1位停止，無校驗(yàn)；所以8個數(shù)據(jù)位結(jié)束后，緊跟著后面就是停止位，把引腳置回高電平，這樣一個數(shù)據(jù)幀就完成了；
- 同樣的道理，左邊第二個波形是發(fā)送0xAA；
- 左邊第三個波形是發(fā)送0xFF
- 左邊第四個波形是發(fā)送0x00
- 右邊的波形波特率改為了4800，也就是波特率變?yōu)橐话?，那相?yīng)的，波形的時長就會變?yōu)樵瓉淼膬杀叮?/li>
- 右邊的第二個波形加了奇偶校驗(yàn)位
七、串口通信總結(jié)
總結(jié)一下就是：
TX引腳輸出定時反轉(zhuǎn)的高低電平；RX引腳定時讀取引腳的高低電平；每個字節(jié)的數(shù)據(jù)加上起始位、停止位、可選的校驗(yàn)位，打包成數(shù)據(jù)幀，依次輸出在TX引腳，另一端RX引腳依次接收這樣就完成了字節(jié)數(shù)據(jù)的傳遞；這就是串口通信文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-574403.html
到了這里，關(guān)于STM32單片機(jī)（九）USART串口----第一節(jié)：USART串口協(xié)議的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內(nèi)容，請?jiān)谟疑辖撬阉鱐OY模板網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章，希望大家以后多多支持TOY模板網(wǎng)！
