STM32 通信的基础知识&串口通信

这一部分大多是理论性知识，所以贴图比较多

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1 串口通讯

什么是串口通讯：
机器与机器之间的通信方式有两种，分别是并行通信与串行通信。

并行通信：并行通信是指多比特数据同时通过并行线进行传送，这样数据传送速度大大提高，但并行传送的线路长度受到限制（还有通讯线路的宽度），因为长度增加，干扰就会增加，数据也就容易出错。

串行通信：串行通信是指使用一条数据线，将数据一位一位地依次传输，每一位数据占据一个固定的时间长度。其只需要少数几条线就可以在系统间交换信息，特别适用于计算机与计算机、计算机与外设之间的远距离通信。

所以在工业上使用的一般是串口通讯

常见得到串口通讯方式有
SPI 、IIC（同步通信)
UART(异步通信,)
usart(同步&异步通信)
RS232、RS485

2通信的基础知识

并行通信
、串行通信
单工、半双工、全双工
接口可以看下面

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3串行通信的通信方式

同步通信：带时钟同步信号传输。
-SPI，IIC通信接口
异步通信：不带时钟同步信号。
-UART(通用异步收发器),单总线
USART两种都可以

3.1 常见的串行通信接口

总的来说：STM32串口通讯就两种：UART:通用异步收发器
以及 USART:通用同步/异步收发器

大容量STM32F10x系列芯片，包含3个USART和2个UART

3.2 UART异步通信

相关内容。

代码
要注意：这里仅仅学习USART串口通讯方式
常用的串口相关寄存器

• USART_SR状态寄存器
• USART_DR数据寄存器
• USART_BRR波特率寄存器

相关的函数

void USART_Init(); //串口初始化：波特率，数据字长，奇偶校验，硬件流控以及收发使能
void USART_Cmd();//使能串口
void USART_ITConfig();//使能相关中断

void USART_SendData();//发送数据到串口，DR
uint16_t USART_ReceiveData();//接受数据，从DR读取接受到的数据

FlagStatus USART_GetFlagStatus();//获取状态标志位
void USART_ClearFlag();//清除状态标志位
ITStatus USART_GetITStatus();//获取中断状态标志位
void USART_ClearITPendingBit();//清除中断状态标志位

##配置的一般步骤：

1.串口时钟使能，GPIO时钟使能:RCC_APB2PeriphClockCmd();
2.串口复位:USART_DeInit(); 这一步不是必须的
3.GPIO端口模式设置:GPIO_Init(); 模式设置为GPIO_Mode_AF_PP
4.串口参数初始化：USART_Init();
5.开启中断并且初始化NVIC（如果需要开启中断才需要这个步骤）
      NVIC_Init();
      USART_ITConfig();
6.使能串口:USART_Cmd();
7.编写中断处理函数：USARTx_IRQHandler();
8.串口数据收发：
void USART_SendData();//发送数据到串口，DR
uint16_t USART_ReceiveData();//接受数据，从DR读取接受到的数据
9.串口传输状态获取：
FlagStatus USART_GetFlagStatus(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t USART_FLAG);
void USART_ClearITPendingBit(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t USART_IT);

这一部分在代码中比较难懂是：main.c还有usart.c看不太懂
这里再解释一下

1。 USART_RX_STA&0x8000目的是取出第十六位，该位取出目的是因为检测到回车和换行就会将该位 置一（USART1_IRQHandler中断服务函数）。
所以检测该位就能调用打断函数发送数据。
2.len=USART_RX_STA&0x3fff;该USART_RX_STA后几位0-14位表示数据的长度
3.串口接受中断函数USART1_IRQHandler（）这个应该是系统定义了一个头，然后原子哥在重新定义了一下函数内部，主要还是里面USART_ReceiveData（）
数据的接受函数，数据全都临时存在USART_RX_BUF。具体逻辑可以看：https://blog.youkuaiyun.com/yirexiao/article/details/5135976
4.有意思的是printf("\r\n您发送的信息是\r\n");这个似乎能够直接通过USART1及进行传输

2023.3.28补充：
串口通讯的流程在梳理一下：
1mcu向单片机发送数据问题
定义过串口之后（见上面叙述），在主函数需要判断有数据在单片机的缓冲区且需要处理了（ USART_RX_STA&0x8000表示遇到换行和回车了，这个时候就需要mcu接收了），为了体现MCU收到数据了，我们将数据在回发送给串口即可。之后就有两个函数能够实现，一个是printf函数（缺点是和几个端口都有联系，一旦定义了第二个串口，这printf函数个就不能用了），另一个是USARTX->DR（上面说的串口数据收发void USART_SendData();//发送数据到串口就是用了这个寄存器。缺点是一次只能发送一个）这个寄存器也只能发送一个，说如果要发多个，就需要多次调用该寄存器。当然，你也可以使用printf，这个非常好用，但是缺点在于只能有一个串口，当然，杨桃代码修改了这个printf。可以参考他的代码

2MCU数据接收
还存在一个问题，杨桃说有两种数据接收方式，一种是USART_GetFlagStatus（非中断的方式/查询接收），另外一种是USART_GetITStatus（中断的方式进行接收）
中断的方式就不细说了，主要是非中断
杨桃写的很简单

当然，这两个函数需要复位某些位，先不谈了

3.2 RS232、RS485

在实际机器传输得到过程中，由于机器与机器之间的数据传输要考虑很多问题，如传输信号设备端口的电压如何商榷为高低点平（各设备之间的端口电压并不能一致）、数据传输的长短问题。所以根据需求产生了基于UART的RS232和RS485串口通讯方式
参考：https://blog.youkuaiyun.com/weixin_42031299/article/details/128990256

3.2.1 RS232

RS232有很多接线方式
如DB9接口：

DB9接口有9根线，最主要的就是RxD和TxD，其余的线是用于保证数据传输的正确性（具体端口含义参考上面链接）

四线接口
（参考链接https://blog.youkuaiyun.com/weixin_42031299/article/details/128990256）
四线就是在RX、TX、GND的基础上，多了一根VCC；

三线接口
（参考链接https://blog.youkuaiyun.com/weixin_42031299/article/details/128990256）
三线就是在RX、TX、GND；使用的是使用的RS232电平（没进一步研究这个电平，猜测是固定电压供给）

3.2.2 RS485

485比232通讯还要长（数千米）
（参考链接https://blog.youkuaiyun.com/weixin_42031299/article/details/128990256）
(1)RS485采用的是差分信号，用的双绞线，传输距离可达上千米；
(2)RS485常用的是两根线，因为采用的是差分信号，所以只能同时传输一组信号，是半双工的；(也有4根线的RS485，实现全双工)
(3)RS485总线可以挂接多个设备，最多不超过32个，采用主从模式；
(4)虽然485支持挂载多个设备，但是没有规定主从设备之间是如何通信的，需要编程人员考虑，可以参考I2C协议的主从实现；

IIC与SPI不细说了，有兴趣自己研究一下