基于Stm32单片机的串口通信协议

目录

一、串口介绍

1、电平标准

2、串口参数及时序

二、串口收发功能实现

1、配置串口原理

2、代码实现

三、串口数据包发送

1、状态机

2、代码实现

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一、串口介绍

串口：是一种应用十分广泛的通讯接口，串口成本低，容易使用，通信线路简单，可实现两个设备的互相通信。单片机的串口可以使单片机与单片机，单片机与电脑，单片机与各式各样的模块互相通信，极大的扩展了单片机的应用范围，增强了单片机系统的硬件实力。

使用起来比较简单：1.串口通信有两根通信线（发送端Tx和接收端Rx）2.Tx和Rx要交叉连接3.当只需单向的数据传输时，可以只接一根通信线4.当电平标准不一致时，需要加电平转换芯片。

常见的通信协议有以下这些：

1、电平标准

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0

RS232电平：-3~-15V表示1，+3~+15V表示0

RS485电平：两线压差+2~+6V表示1，-2~-6V表示0（差分信号）

2、串口参数及时序

• 波特率：串口通信的速率
• 起始位：标志一个数据帧的开始，固定为低电平
• 数据位：数据帧的有效载荷，1为高电平，0为低电平，低位先行
• 校验位：用于数据验证，根据数据位计算得来
• 停止位：用于数据帧间隔，固定为高电平

二、串口收发功能实现

1、配置串口原理

通过以上时序图就可以发送一个字节（使用标准库只需简单的一个USART_SendData函数就可以实现），但需要对相应的寄存器进行配置，如下图所示：

最左边的是波特率发⽣器，⽤于产⽣约定的通信速率，时钟来源是PCLK2或1，经过波特率 发⽣器分频后，产⽣的时钟通向发送控制器和接收控制器，发送控制器和接收控制器⽤来控 制发送移位和接收移位，之后由发送数据寄存器和发送移位寄存器这两个寄存器的配合，将 数据⼀位⼀位的移出去，通过GPIO⼜的复⽤输出，输出到TX引脚，产⽣串⼜协议规定的波 形，这个移位寄存器是向右移的，是低位先⾏，当数据由数据寄存器转移到移位寄存器时， 会置⼀个TXE的标志位，通过判断这个标志位，就可以知道是不是可以写⼊下⼀个数据了， 接收部分也是类似的，RX引脚的波形，通过GPIO输⼊，在接收控制器的控制下，⼀位⼀位 地移⼊接收移位寄存器，移完⼀帧数据后，数据就会统⼀转运到接收数据寄存器，在转移的 同时，置⼀个RXNE标志位，检查这个标志位，就可以知道是不是收到数据了，同时这个标 志位也可以去申请中断，这样就可以在收到数据时