基于HAL库的stm32f103c8t6 串口通信实验（串口传输文件）

基于HAL库的stm32f103c8t6 串口通信（传输文件）

串口传输文件

（1）实验任务

将两台笔记本电脑，借助 USB/TTL转RS232 模块和杜邦线，建立起串口连接。然后用串口助手等工具软件（如sscom，带文件传输功能）将一台笔记本上的一个大文件（图片、视频和压缩包软件）传输到另外一台电脑。

1、预估文件大小、波特率和传输时间三者之间的关系，并对比实际传输时间。
2、如果只接TX–RX, RX–TX 这样两根线，不接电源线或者不接GND地线，文件传输是否还能正常工作？请解释原因。

（2）实验原理

1、串口通信

串口通信指两个或两个以上的设备使用串口按位（bit）发送和接收字节。可以在使用一根线发送数据的同时用另一根线接收数据。 串口通信协议就是串口通讯时共同遵循的协议。 协议的内容是每一个bit 所代表的意义。 常用的串口通信协议 有以下几种
1、 RS-232（ANSI/EIA-232标准） 只支持 点对点， 最大距离 50英尺。最大速度为128000bit/s， 距离越远 速度越慢。 支持全双工（发送同时也可接收）。
2、RS-422（EIA RS-422-AStandard），支持点对多一条平衡总线上连接最多10个接收器 将传输速率提高到10Mbps，传输距离延长到4000英尺（约1219米），所以在100kbps速率以内，传输距离最大。支持全双工（发送同时也可接收）。
3、RS-485（EIA-485标准）是RS-422的改进， 支持多对多（2线连接），从10个增加到32个，可以用超过4000英尺的线进行串行通行。速率最大10Mbps。支持全双工（发送同时也可接收）。2线连接时 是半双工状态。

2、RS-232通信协议

RS-232C 标准（协议）的全称是 EIA-RS-232C 标准，其中EIA (Electronic Industry Association）代表美国电子工业协会，RS（recommended standard）代表推荐标准，232是标识号，C代表RS232的最新一次修改（1969），在这之前，有RS232B、RS232A。它规定连接电缆和机械、电气特性、信号功能及传送过程。常用物理标准还有EIARS-422A、EIA RS-423A、EIARS-485。这里只介绍EIA RS-232C（简称232，RS232）。例如，目前在IBM PC机上的COM1、COM2接口，就是RS-232C接口。
RS232的工作方式是单端工作方式，这是一种不平衡的传输方式，收发端信号的逻辑电平都是相对于信号地而言的，RS232最初是DTE(数字终端设备)和DCE(数据通信设备)一对一通信，也就是点对点，一般是用于全双工传送，也可以用于半双工传送。采用负逻辑传送，规定逻辑“1”的电平为-5V~-15 V，逻辑“0”的电平为+5 V～+15 V。选用该电气标准的目的在于提高抗干扰能力，增大通信距离。RS -232的噪声容限为2V，接收器将能识别高至+3V的信号作为逻辑“0”，将低到-3 V的信号作为逻辑“1”。
如DB9接口：


在进行通信时，需要接地，然后发送端的接收端RX、TX反向连接

3、RS232电平与TTL电平的区别

TTL电平标准：

输出 L： <0.8V ； H：>2.4V。

输入 L： <1.2V ； H：>2.0V

TTL器件输出低电平要小于0.8V，高电平要大于2.4V。输入，低于1.2V就认为是0，高于2.0就认为是1。

RS232标准：

采用负逻辑电平：
　　逻辑1为-3~-15V的电压
　　逻辑0为3~15V的电压

4、"USB/TTL转232"模块（以CH340芯片模块为例）的工作原理

CH340 是一个USB 总线的转接芯片，实现USB 转串口、USB 转IrDA 红外或者USB 转打印口。为了增加串口通讯的远距离传输及抗干扰能力，RS-232标准使用-15V 表示逻辑 1， +15V 表示逻辑 0。常常会使用 MH340芯片对 USB/TTL与RS-232电平的信号进行转换。
CH340驱动就是USB转串口的驱动的一种，因为我们现在的电脑上，已经不存在串口，所以我们一般使用USB转串口芯片，目的只有一个，把电脑的USB口映射为串口用。常用的USB转串口芯片有CH340、CP2102、PL2303、FT232等。芯片是CH340的均可以使用。安装CH340驱动之后，我们使用的开发板子（单片机）连接串口就可以正常发挥其功能了。电脑usb电平转为TTL电平。

电路原理图：

（3）实验过程

1、下载串口调试助手sscom

2、将两个“USB/TTL”用杜邦线正确连接，这里我将TXD连接RXD，RXD连接TXD，5V连接5V，GND连接GND。如图所示

3、 两个“USB/TTL”分别接入两台计算机的USB接口
4、发送方选择文件发送，这里我们选择了一张图片作为发送文件：

5、接收方串口示意图：

6、点击保存数据：

7、保存的文件是.DAT后缀，改成.jpg后缀查看

8、最后查看图片，成功接收：

（4）实验分析

接收到的图片信息如下

由于：128KB=128×1024×8=1048576位，波特率=115200位/s。带入公式可得：
​理论时间= 1048576位/115200位/秒，约等于：44.96秒！
对比可知理论传输时间要小于实际传输时间。分析原因是在传输过程其中插入了一些延时，或者是传输过程中出错导致。
如果只连接TX和RX，而不连接电源和地线，文件传输将无法正常工作，大多数电子设备，包括用于文件传输的设备，都需要电源来供电。电源线（VCC）提供设备运行所需的电压，而地线（GND）则提供参考电压点，确保电子元件能够正确工作。
在传输过程中一开始会出现丢包情况，可能由于接线问题等，这样的话就会接收不到文件。

参考博客：
https://blog.youkuaiyun.com/2301_77559737/article/details/144264990
https://blog.youkuaiyun.com/sjsnsnsnsi/article/details/134039231