usart串口协议

1.基本的概念

通信时钟不同可以将通信方式分为：

(1)异步通信：

是一种无需等待操作完成即可继续执行的通信方式。发送方将消息发送给接收方后，不会立即等待接收方的响应。相反，发送方可以继续执行其他任务，并在需要时检查接收方是否已经作出响应。

(2)同步通信是一种需要等待操作完成后才能继续执行的通信方式。发送方在发送消息后会阻塞，直到接收方完成处理并返回响应。只有在接收到响应后，发送方才能继续执行后续任务。

(3)两者的区别 ：

    1.同步通信要求接收端时钟频率和发送端时钟频率一致，发送端发送连续的比特流；异步通信时不要求接收端时钟和发送端时钟同步，发送端发送完一个字节后，可经过任意长的时间间隔再发送下一个字节。
    2.同步通信效率高；异步通信效率较低。
    3.同步通信较复杂，双方时钟的允许误差较小；异步通信简单，双方时钟可允许一定误差。
    4.同步通信可用于点对多点；异步通信只适用于点对点。

TX发送，RX接收，使用TTL电平（3.3v表示1，0v表示0）

    

波特率：串口通信的速率，也就是串口通信时每秒钟可以传输多少个二进制位。

传输的过程：空闲状态保持高电平，给低电平（下降沿）后开始传输数据，并且是从数据的低位开始传输，所以给出数据的二进制码后需要从低位到高位输入电平。

奇偶校验位（这个方法的检出率太低，可以拓展一下CRC校验）：可以选择不校验，奇校验，偶校验。不校验就是左图，偶校验就是右图。

        （总结：选择x校验，就保证1的个数时x数）

        奇校验：数据位有奇数个1时，校验位给0；有偶数个1时，校验位给1。

        偶校验：数据位有偶数个1时，校验位给0；有奇数个1时，校验位给1。

    

 2.USART简介

DR寄存器分为TDR（写入寄存器）和RDR（接收寄存器）

USART框图寄存器的工作原理：

(1)写操作时：数据进入TDR，然后进入发送移位寄存器（一旦发送到此，后面的数据就在TDR中等待），移位完成后（后面在TDR中等待的数据立马进入移位寄存器），标志位TXE置1(发送寄存器空)。最后发送器控制发送至TX引脚。

(2)读操作时：.....标志位RXNE置1......

移位寄存器每移位一次SCLK就跳变一个周期

3.利用串口发送数据的步骤：

(1).开启usart的时钟

(2).配置初始结构体：

.USART_BaudRate ：波特率

.USART_HardwareFlowControl：选择是否需要硬件流控制

.USART_Mode：选择发送或接收模式

.USART_Parity：选择奇偶校验

.USART_StopBits：选择停止位长度

.USART_WordLength：选择字长

(3).使能USART

void Serial_Init(void)
{
	/*开启时钟*/
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE);	//开启USART1的时钟
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);	//开启GPIOA的时钟
	
	/*GPIO初始化*/
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);					//将PA9引脚初始化为复用推挽输出
	
	/*USART初始化*/
	USART_InitTypeDef USART_InitStructure;					//定义结构体变量
	USART_InitStructure.USART_BaudRate = 9600;				//波特率
	USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;	//硬件流控制，不需要
	USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Tx;			//模式，选择为发送模式
	USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;		//奇偶校验，不需要
	USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;	//停止位，选择1位
	USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;		//字长，选择8位
	USART_Init(USART1, &USART_InitStructure);				//将结构体变量交给USART_Init，配置USART1
	
	/*USART使能*/
	USART_Cmd(USART1, ENABLE);								//使能USART1，串口开始运行
}

(4).实现一些串口的小功能：

1.Serial_SendByte(uint8_t Byte)函数：发送一个字节

2.Serial_SendArray(uint8_t *Array, uint16_t Length)函数：发送一个数组

3.Serial_SendString(char *String)函数：发送一个字符串

4.uint32_t Serial_Pow(uint32_t X, uint32_t Y)函数：发送x的y次方

5.Serial_SendNumber(uint32_t Number, uint8_t Length)函数：发送数字

6.输出功能：

①格式化输出->printf（）函数：重定向fputc函数，因为printf的底层是调用fputc函数实现的。

②直接输出->Serial_Printf(char *format, ...)函数：sprint（）函数,定义字符串，再调用sprint（）函数，然后调用Serial_SendString(char *String)函数发送字符串来打印【这里利用了可变参数列表需要注意】

/**
  * 函