b站铁头山羊的STM32学习笔记4-USART，数据帧

已于 2024-07-15 20:38:51 修改
阅读量1.2k 收藏 25
点赞数 17
文章标签： stm32 学习 笔记
于 2024-06-24 10:09:35 首次发布
版权声明：本文为博主原创文章，遵循 CC 4.0 BY-SA 版权协议，转载请附上原文出处链接和本声明。
本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/qq_31791385/article/details/139898222
版权

通信模型以及数据帧

通信模型

通信分单工，半双工，全双工

单工：通信双发角色固定，一方始终是发送方，一方始终是接收方

半双工：通信双方角色不固定，但同一时间固定，比如现在A是发送方，B是接收方，过一段时间A可以作为接收方，B作为发送方，通信双方有一个管道，双方各执一个水龙头，管道空时，可以让A用这个管道向B送水，也可以让B用这个管道给A送水，但不能同时送水

全双工，通信双方可以同时作为发送者和接收者，通信双方有两个管道，1号管道A给B送，2号管道B给A送，

USART的TX端是发送引脚，RX端是接收引脚

数据帧

通信过程中以数据帧为单位进行收发

分为起始位，数据位，停止位，数据位中可以选择最后一位数据作为校验位(属于数据位)

起始位：发送方将线路拉低表示一帧到来(低电平)，长度为1

数据位：低电平0，高电平1，总长度是8位或9位

校验位：奇偶校验，可以没有，也可以是数据位最后一位

停止位：发送方将线路拉高表示一帧结束(高电平)，长度可以是0.5，1，2

空闲状态：高电平

奇偶校验规则：

之前又有个疑问：数据发过去后，接收方接到的是一堆二进制数，怎么还原为数据帧？高电平是1还是停止位还是空闲状态？低电平是0还是起始位？思考后认为：空闲状态为高电平，因为数据帧之前必有起始位(地点)电平，所以遇到低电平之前的高电平统统不是数据，而是空闲状态

接下来的是我的胡思乱想，本科阶段没有通信原理这种课程，单片机在这里只是提了一下格式，说停止位是为了区分数据帧的，但我想不明白为什么，只好设想一个原因：遇到低电平后表明一个数据帧到来，假如数据位为8位，那么低电平后连续数8个位，数据位就齐了，停止位则是防止数据位最后一位为0，恢复空闲状态需要一定时间，害怕下一次采样时这个低电平还没来得及恢复成高电平而被误认为是新的一帧到来，所以需要拉高，消除这个隐患。问文心一言，说不是这样，但问真实原因，也给不出，又没人可问，暂时记录下疑惑与假象，以后工作了看看能不能有师傅教。

同步通信与异步通信

同步通信：通信双方共用一个时钟，发送方发送一个数据，同步接收(接收方在共用时钟的情况下知道发送方发来数据了)。

异步通信：通信双方不共用一个时钟，发送方发送数据的时间不确定，接收方不知道数据会何时到来。

波特率

波特率：单位时间内发送的码元个数，这里一个码元就是1位，所以看成比特率应该也没问题

波特率9600：一秒发送9600个码元，也就是一秒发送9600个比特，每个比特的发送需要消耗0.104ms

硬件流控

发送方发送数据后，并不知道接收方是否已经接收并保存数据了，如果还没有接收并保存，发送方发送数据过快(比如发送方发送了10个帧，接收方只来得及保存了1个)，可能会使旧数据因新数据覆盖而丢失数据，可以让接收方收到数据后返回一个应答表示数据已收到了，发送到收到答复才继续发。

带硬件流控的连线图：

这个是stm32的硬件流控说明和时序图

我对框图的理解：接收方接收数据寄存器为空时,rts为低电平,发送方cts收到低电平,us发送方把数据发给接收方,接收方完全接收这一帧后,把rts置高电平表示暂时无法接收数据,发送方cts收到高电平,于是暂停发送数据,等到接收方将输入数据寄存器的值读走后，接收方rts为低电平，发送方cts收到低电平，便可以进行下一个数据帧的发送

这是我自己的学习笔记，但如果有读者看到我又不对的地方请告诉我，以免更多读者被我误导，谢谢。

USART

框图(铁头山羊版)

铁头山羊的USART框图比参考手册里的要简单很多，参考手册的太复杂了，暂时先用铁头山羊的理解

CR配置寄存器

设置帧格式用的，UE：USART这个外设的总开关，TXE：TX开关，为1则使用，为0则不使用；r=RXE一样；M，STOP，PE，PS是设置数据帧格式的，如图

SR状态寄存器

TXE：发送数据寄存器空则置1

RXNE：接收数据寄存器非空(个人认为是满)则置1

TC：发送完成(发送数据寄存器已空切发送移位寄存器也已空)则置1

后面的是接收数据错误时置1，如图

IER中断使能寄存器

USART产生的所有中断共用一个中断通道

产生中断，有两种可能，一种是状态位置1则产生，一种是状态位和使能位与一下，若都为1才产生，后者多了一个中断屏蔽的作用，USART是后者，TXEIE与TXE与一下，若TXEIE为1(TXE中断使能或者说是"不屏蔽")且TXE为1(发送数据寄存器空)则与门输出为1，和其他线或之后为1，产生中断请求，后面的也类似，分别是接收数据寄存器非空的中断使能位，发送完成的中断使能，奇偶校验中断使能位，最后是出现错误产生中断的使能位，FE,NE,ORE是否产生中断是一体的，EIE为1则都能产生中断，为0则都不能产生中断

因为USART产生的所有中断都是同一个中断源，会进入同一个中断服务函数，所以中断服务函数需要有多个if判断一下中断是由谁产生的，不是if,else而是多个if，因为接收数据时可能会出现多个错误

BRR波特率寄存器

框图里看出：时钟先除以分频器再除以16=波特率，所以波特率寄存器值=时钟除以波特率再除以16即可，得到的值转化为二进制放入BRR，BRR低四位是小数部分，高12位是整数部分

不同USART时钟可能不同

未央丶念
关注
I2C—基于铁头山羊的STM32标准库教程
2301_80325508的博客
07-25 1229
I2C是Inter-Integrated Circuit (内部集成电路)的简称。
STM32下的USART串口通信程序
热门推荐
Liu-FE的博客
12-01 1万+
STM32的USART串口通信实践
STM32嵌入式学习笔记（B站铁头山羊）
csdn_rawrecruit的博客
04-07 400
STM32 GPIO学习笔记
铁头山羊笔记（一）------STM32的基本信息和引脚分布
最新发布
m0_68997646的博客
05-02 200
这篇文章我们主要是参考铁头山羊的STM32入门课程，学习一下STM32的相关知识
STM32学习笔记-B站铁头山羊课程笔记（一）：STM32预备知识
2301_76206601的博客
03-14 776
单片机控制各个外设实现数据采集和功能执行的过程，就好像人在世界上生活的过程，随时随地都在从外界获取信息（视觉传感器-眼，声音传感器-耳，压感传感器-皮肤），也在随时随地执行各种功能（舵机-头部转动，机械臂拿起重物-手拿起重物），并且这两个过程还是互相协调的。单片机对引脚输出高电平1，上部与漏极VDD连接的P-MOS管接通，下部与源极VSS连接的N-MOS管断开，GPIO对外呈现高电平，将电流从内部推出（Push-out），即推（Pull）电流。当写入速度越来越快，单位时间内输出电平量增多，保持时间减少。
b站铁头山羊的STM32学习笔记5-RCC与时钟
qq_31791385的博客
07-07 1544
分为大树和小数，但是铁头山羊目前只讲了大树。
b站铁头山羊的STM32学习笔记2-gpio8种工作模式,IO最大速度,内部结构
qq_31791385的博客
05-23 1430
一个配置寄存器和两个数据寄存器:1个配置寄存器,1个输入数据寄存器,1个输出数据寄存器每个GPIOx(A~G)都有自己的寄存器组,因为每个GPIO端口至多有16个引脚,所以每个寄存器被分为16个小组,引脚信息只有高电平或低电平两个状态,一位二进制可以表示,所以输入寄存器和输出寄存器每个小组占1位,配置寄存器为什么有4位忘记了,明天补上。
b站铁头山羊的STM32学习笔记8-定时器之时基单元
qq_31791385的博客
07-11 1715
定时器是一种片上外设，专门用来定时，类似于手表，每一秒跳动一下，定时器也是每隔一个时间段计数器值+1，精准定时定时器F1系列最多有14个，不同芯片数量不同，如下图，分为基本定时器，通用定时器和高级定时器，后两者分别多了从模式控制器和高级功能定时器整体结构图共五个部分，分别是时基单元，输入捕获，输出比较，从模式控制器，高级功能，铁头山羊已经用粉色虚线和绿色虚线分隔开了。
STM32——HAL库开发笔记24（定时器5—超声波测距）（参考来源：b站铁头山羊）
weixin_65582542的博客
02-25 1750
本次实验采用HC-SR04超声波传感器，实现当物体距离超声波传感器0.2m以内时板载LED点亮，大于0.2米时板载LED熄灭。
b站铁头山羊的STM32学习笔记1-gpio通用功能，复用功能，重映射
qq_31791385的博客
05-23 884
复用功能:片上外设控制gpio,进行输入输出,输入可以是任意一种输入,看片上外设需求,输出是复用推挽或者复用开漏,同一个引脚可以有多个复用功能。3.cpu和片上外设1或者片上外设1与片上外设2都想用,发生冲突,可以把引脚分配给其中一个功能,然后把另外一个片上外设重映射到另外的引脚上。重映射功能:其他片上外设控制gpio,进行输入输出,输入输出选择还没学到,暂时认为与复用功能可选择的选项一样。通用功能:cpu直接控制gpio,进行输入输出,输入可以是上拉下拉浮空.,输出是通用推挽或者通用开漏。
b站铁头山羊的STM32学习笔记9-定时器之输入捕获
qq_31791385的博客
07-15 1172
体测的跑步男1000女800，需要计时来取得成绩，我一直不明白为什么那个表可以一直按，手表的秒表按完再按不就归零了吗？学习了输入捕获才知道是这样的：每位同学到来时都按一下，但秒表不会停而是继续走，按按钮那一下的作用是记录当前秒数，但秒仍然在走。每来一个同学记录一次成绩，最后只需知道每个同学的位次，就能知道相对应的成绩，输入捕获也是这样，每次检测到需要的信号到来，就将计数器中的值放入CCRx，相当于在那个瞬间给CNT进行"拍照"
stm32f103驱动迪文屏幕DWIN带串口分析帧头帧尾
10-16
之前想找串口分析帧的程序一直不知道怎么实现的，现在自己折腾出来分享大家，串口屏也花了好几天看资料，给刚开始使用的方便。里面 还有ADC转换在线写入串口屏数据以及掉电存储功能以及stm32内外时钟切换配置注释，绝对实用。我不是高手，只是我走了这段路，备注齐 全，就是我项目的代码。
b站铁头山羊的STM32学习笔记3-中断:NVIC,EXTI
qq_31791385的博客
06-22 1218
中断：一个任务正在进行的过程中，突然出现了一个需要紧急处理的事情，需要暂停目前的动作，转而去执行这个紧急的事情，处理完后回来继续刚刚的任务。程序分为常规程序和中断程序，常规程序就是mian函数里的代码和main调用代码,中断程序是中断产生后执行的函数，中断程序会打断常规程序中断嵌套:紧急程度不同，紧急的任务在更紧急的任务来时，也需要暂停，转而去执行这个耿紧急的事情，处理完后回来继续紧急的任务，最后是不紧急的任务。
【stm32入门学习I2C_铁头山羊】
kevin的博客
11-06 1398
1.起始位：向黄色的start写入1后，SDA发送一个下降沿。2. 7位地址:将七位地址写入发送数据寄存器后，会自动的由SDA发送出去，然后等待ACK.3. 数据发送：将数据写如发送寄存器后，等待状态寄存器的标志位改变，改变后，继续写入数据。4. 停止位：给STOP写入1。主机发送起始位， 然后发送七位地址+rw, 然后后等待从机应答ack。ack收到后进行数据接收阶段，否则直接发送一个停止位。数据接收阶段：从机发送，主机接收，最后一个数据接受后主机一定要发送一个NAK。
STM32HAL库笔记
Hello World！
11-29 1983
GPIO、UART、I2C、时钟系统、SPI、中断、定时器、ADC
STM32——HAL库开发笔记3（GPIO实践篇——呼吸灯实验）（参考来源：b站铁头山羊）
weixin_65582542的博客
02-02 837
本实验用STM32CubeMX搭配HAL库实现呼吸灯效果。
stm32 串口处理多种数据帧
DYR20010308的博客
12-07 375
2.创建一个数组去接包，例如接受到0xfe为包头，接下来就是有效数据，接收到0X55就代表结束，说明这这一帧数据代表有效，对应在main.c里面拆包去拿出所需要的值，这样有个问题，收到的数据不一定是客户想要的，应该加上CRC校验才是完美的。通过以上例子对串口的使用更加深刻。
STM32学习从入门到摆烂--认识GPIO（学习的是B站铁头山羊）
2302_81100762的博客
07-23 547
IO引脚身兼数职的现象叫做IO复用。例如：在STM32C8T6中PA9与PA10既可以当普通IO引脚又可以复用作为串口的传输通道。那么为什么我们要进行IO复用？因为io复用可以让我们的芯片塞进更多模块同时可以更好地利用闲置引脚由编程人员直接对IO引脚进行读写。IO引脚的控制权交给芯片的其他模块，编程人员对该模块进行编程，从而间接对IO引脚进行控制。*复用功能可能有多个。
b站铁头山羊的STM32学习笔记6-I2C通信的数据帧格式，结构，寄存器，收发过程
qq_31791385的博客
07-09 1560
I2C通信是总线型的，一个设备发送信息，其他设备都可以接收到，类似于在教师中老师说一句话，同学们都能听到，设备发送信息需要加上地址，对应地址的设备会与主机建立通信，而其他设备不予理会。就好像是老师说:：“xxx，起来回答问题”，这句话所有同学都能听到，但只有对应的同学会站起来回答问题。I2C通信更特别一些，这里面分为主机和从机，只有主机才能主动发送信息，给一个设备发送数据(写数据)或者要求设备给自己发送数据(读数据)，不存在从机之间的通信。
铁头山羊stm32笔记 EXTI
03-14
<think>好的，我现在需要帮助用户查找关于STM32外部中断EXTI的教程或笔记，特别是铁头山羊的相关内容。根据用户提供的引用，引用2和3提到了铁头山羊的STM32学习笔记，其中引用2是关于中断、NVIC和EXTI的，而引用3是关于GPIO工作模式的。用户的问题主要集中在EXTI中断配置上，所以应该重点参考引用2。 首先，我需要确认用户提到的铁头山羊的笔记内容是否涵盖EXTI的配置步骤。根据引用2的标题，确实涉及了中断、NVIC和EXTI，所以这部分内容应该有用。接下来，我需要整理出EXTI配置的关键步骤，包括GPIO初始化、EXTI线路配置、中断优先级设置（NVIC）以及中断服务函数的编写。 用户可能需要的步骤包括： 1. GPIO模式设置：输入模式，如上拉或下拉，根据硬件设计选择。 2. EXTI线路配置：将GPIO引脚连接到EXTI线路，可能需要使用AFIO来重映射。 3. 触发边沿选择：上升沿、下降沿或双边沿触发。 4. NVIC配置：设置中断优先级，启用对应的中断通道。 5. 编写中断服务函数：处理中断事件，清除中断标志位。 另外，用户提供的引用3提到GPIO的内部结构，如施密特触发器和输入/输出寄存器，这些可能影响中断响应的稳定性，所以在配置GPIO时需要注意这些硬件特性。 需要确保步骤中提到的寄存器操作和库函数（如HAL库或标准外设库）的正确性。例如，使用HAL_GPIO_Init函数配置GPIO，以及EXTI_InitTypeDef结构体来设置EXTI参数。同时，中断服务函数的命名需要符合标准，比如EXTI0_IRQHandler对应EXTI线路0的中断。 可能的问题点：用户是否使用特定的开发库（如HAL库或标准库）？不同库的函数名称和配置方法可能不同，但用户提供的引用中没有明确说明，因此可能需要通用步骤，或者指出不同库之间的差异。 最后，生成的相关问题需要围绕EXTI配置的细节、常见问题、应用场景等，帮助用户进一步理解。例如，如何选择触发边沿，如何防止抖动，EXTI与其他中断的优先级处理等。</think>### STM32 EXTI外部中断配置教程 根据铁头山羊的STM32学习笔记[^2][^3]，STM32的EXTI（外部中断）配置主要涉及GPIO工作模式、中断触发条件及NVIC优先级设置。以下是关键步骤： --- #### **1. GPIO模式配置** - **输入模式选择**：将GPIO设置为**浮空输入（Input floating）**或**上拉/下拉输入**，具体根据硬件电路设计决定。例如，按键通常配置为上拉输入，默认高电平，按下后接地触发低电平[^3]。 - **内部结构影响**：GPIO内部包含施密特触发器，用于信号整形，确保中断触发稳定性。 ```c // 示例：配置PA0为上拉输入（HAL库） GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0}; GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_0; GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT; GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP; HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct); ``` --- #### **2. EXTI线路配置** - **映射GPIO到EXTI**：通过AFIO（复用功能IO）将GPIO引脚连接到EXTI线路。例如，PA0对应EXTI0，PB0也对应EXTI0，需通过AFIO选择具体引脚。 - **触发条件设置**：选择**上升沿（Rising Edge）**、**下降沿（Falling Edge）**或双边沿触发。 ```c // 示例：配置PA0为EXTI0，下降沿触发（标准库） EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStruct = {0}; EXTI_InitStruct.EXTI_Line = EXTI_Line0; EXTI_InitStruct.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt; EXTI_InitStruct.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Falling; EXTI_InitStruct.EXTI_LineCmd = ENABLE; EXTI_Init(&EXTI_InitStruct); ``` --- #### **3. NVIC中断优先级配置** - **启用中断通道**：通过NVIC（嵌套向量中断控制器）设置中断优先级。例如，EXTI0的中断通道为`EXTI0_IRQn`[^2]。 - **优先级分组**：建议使用`HAL_NVIC_SetPriorityGrouping(NVIC_PRIORITYGROUP_4)`设置优先级分组。 ```c // 示例：配置EXTI0中断优先级（HAL库） HAL_NVIC_SetPriority(EXTI0_IRQn, 1, 0); HAL_NVIC_EnableIRQ(EXTI0_IRQn); ``` --- #### **4. 编写中断服务函数** - **函数命名规则**：中断服务函数需与向量表定义一致，例如EXTI0的中断函数为`EXTI0_IRQHandler`。 - **清除中断标志**：在函数内必须调用`__HAL_GPIO_EXTI_CLEAR_IT()`或手动清除标志位，避免重复触发。 ```c // 示例：EXTI0中断服务函数 void EXTI0_IRQHandler(void) { if (__HAL_GPIO_EXTI_GET_IT(GPIO_PIN_0) != RESET) { // 处理中断事件（如计次） __HAL_GPIO_EXTI_CLEAR_IT(GPIO_PIN_0); } } ``` --- #### **常见问题** 1. **中断未触发**：检查GPIO模式、EXTI线路映射是否正确，NVIC是否启用。 2. **信号抖动**：硬件添加电容滤波，或软件去抖动（如延时检测）。 3. **多引脚共用EXTI线**：同一EXTI线（如EXTI0）只能处理一个引脚的中断，需避免冲突。 ---
评论
添加红包

请填写红包祝福语或标题

个

红包个数最小为10个

元

红包金额最低5元

当前余额3.43元 前往充值 >
需支付：10.00元
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付元
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明：

1.余额是钱包充值的虚拟货币，按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载，可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值