STM32学习日志2020/11/13

学习目标

目标（目的+标准）

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学习内容

串口通讯例程
按键开关例程

内容（详细，精准）

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学习时间

23：00~24：15 睡觉保命。

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学习产出

例程学习套路：

1清楚例程目的

• 这个例程是用来实现什么功能的，有哪些用途？

2硬件部分

• 主要看看都有什么硬件资源可以用，以及如何去用（即通过看原理图明白是低电平还是高电平有效）除此之外，还要看有没有上/下拉电阻（怎么判断何时需要拉电阻呢？）

3软件部分：

• 一、首先研究HARDWARE中的两类文件：.c文件和.h文件，明白里面的代码是什么意思，之后尝试自己去设计代码进行编写。
  .c文件里面往往有初始化函数，用于对某个GIOP的引脚进行初始化， 在这个初始化中一般会有：
  1.开启时钟
  2.配置引脚状态（引脚选择、输入/输出模式、上下拉、速度） 除了初始化函数之外，还会有自定义功能函数，用于设置一些特定的功能。
  二、再对照.c中不太明白的部分看看相应的.h文件，一般可以找到答案。
  三、研究main.c文件。 这里面必有的操作： 1初始化HAL库
  2设置时钟
  3初始化延时函数
  4始化各种所需要的函数（一般再之前的.c文件中已经定义过了，在这里直接调用就行）
  5.while(1)的存在，使这个功能一直持续下去。
  四、小技巧：
  1.按键中，通过不断地返回某个值来设置“长按”。
  2.通过宏定义说明一些数值的功能，便于理解与维护
  3.善用switch函数，清晰易懂。

usrt相关知识点

什么是波特率？什么是分数波特率？

波特率就是调制速率，即单位时间内载波调制状态的变化次数。用来表示单片机在串口通讯时的速度。

上面这句话很难理解波特率是什么。。（什么是调制，什么是载波，什么是调制状态的变化，都有什么状态可以变化？如何进行变化？。。。）
我们避开晦涩难懂的专业词汇，举例子说明波特率是什么。

首先我们先说明一个概念：串口的信息传递速率有时钟频率和波特率共同决定。如何决定呢？举一个例子：

假设系统时钟50MHz，波特率为115200。

①系统时钟50M很好理解，即为时钟周期为1/50M（s）。
同时我们假设：1个时钟周期可以计数1次，那么50M的时钟1s可以计50*10^6个数，这也就是说，每计1个数，需要花费1/50M（s）.

②接下来是波特率115200，它的意思是1s传输115200个二进制数，（115200bit）
那么传输1bit需要1/115200 (s) = 8.68 (us)

①+②我们同时考虑时钟频率和波特率：
每传输1bit数据，系统时钟就会数15010^6/115200 = 434个数

也就是说，我们算出了每传输1bit数据，时钟就会计数434次，那么知道这个有什么用呢?

我们先暂且把这个问题放到一边，先看看串口传输是怎么一回事。
③串口传输，先上图：

我们在进行串口数据传输时，往往是以一个字符帧为单位进行传输的。
什么是字符帧呢？从图中很好理解，一个字符帧由起始位、有效数据位，奇偶检验位(可以没有)、停止位组成。

在这里，起始位和停止位是必须的（这两个位就像高中生物里mRNA的起始密码子和终止密码子一样）

有效数据位有8个bit，我们敏锐的发现就是1个Byte（字节）
而奇偶检验位是用于在接收数据时判断接受的数据是否正确，至于如何判断，去翻翻数电课本吧。。

到这里，我们知道了一个字符帧会包含10个bit（不含奇偶检验）而在①+②处，我们推出了每传输1bit数据，时钟会计数434次，那么每传输一个Byte(8个bit)的有效数据，时钟就会计数434*10次，所需的时间为8.68 us * 10 = 86.8 us.

而我们知道一般用ASC II码来表示一个字符，这一个Byte就可以用来存储一个字符，这样的一组码(8个bit)也叫码元。注意啦，比特率和波特率的区别就在于此，波特率指每秒钟传送的码元数，而比特率指每秒种传送的bit数。

在这里我们也能够推导出到波特率的计算公式：
A.波特率115200 ＝ 115200 (位/秒)【这里仅考虑单片机里的波特率】

B.如果没有奇偶检验位，就是将10个bit打包位一个Byte
波特率115200 ＝ 115200 (位/秒) = 115200/10 = 11520(字节/秒)

C.再除以1024，就是KB
波特率115200 ＝ 11520 (字节/秒) ＝ 11.25 (KB/秒)

④采样数据
我们需要知道在哪里采样？什么时候取采样？
看到了那个有效数据位么？我们就是在有效数据里的8个bit分别进行采样。为了保证采样得到的数据是准确无误的，一般在每个bit的最中间进行采样（图）

由上面那张图，我们可以清楚的看到采样的数据为：10101010，化成16进制就是0xAA，这里没有对应ASCII码就是字符 - -||

⑤回答这个问题：
我们算出了每传输1bit数据，时钟就会计数434次，那么知道这个有什么用呢?
其实并没有什么用，我们只想利用这个434来当作一个flag，它用来把控串口通信的进度而已。

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# 学习总结 按键和串口通讯的前一部分，发现需要将HAL库和寄存器两本历程结合起来看，不然有很多寄存器的知识不知道，导致没法理解软件层面的内容。