STM32hal库学习（F1）-串口UART

通信基础概念

串行/并行

串行

并行

串行并行的区别

特点	传输速率	抗干扰能力	通信距离	IO资源占用	成本
串行通信	较低	较强	较长	较少	较低
并行通信	较高	较弱	较短	较多	较高

单工/半双工/全双工

单工通信：数据只能沿一个方向传输

半双工通信：数据可以沿两个方向传输，但需要分时进行

全双工通信：数据可以同时进行双向传输

同步/异步通信

同步通信：共用同一时钟信号

异步通信：没有时钟信号，通过在数据信号中加入起始位和停止位等一些同步信号

波特率/比特率

比特率：每秒钟传送的比特数，单位bit/s

波特率：每秒钟传送的码元数，单位Baud

比特率 = 波特率 * log2 M ，M表示每个码元承载的信息量。

二进制波特率视为比特率也可

常用串行通信

通信接口	接口引脚	数据同步方式	数据传输方向
UART (通用异步收发器)	TXD:发送端 RXD:接收端 GND:公共地	异步通信	全双工
1-wire	DQ:发送/接收端	异步通信	半双工
IIC	SCL:同步时钟 SDA:数据输入/输出端	同步通信	半双工
SPI	SCK:同步时钟 MISO:主机输入，从机输出 MOSI:主机输出，从机输入 CS:片选信号	同步通信	全双工

几种电平

RS-232? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?逻辑1：-15V ~ -3V? ? ? ? 逻辑0：+3V ~ +15V

COMS电平（3.3V)?????????????????逻辑1：3.3V ?????????????????逻辑0：0V

TTL电平（5V)?????????????????????????逻辑1：5V ????????????????????逻辑0：0V

RS232通信示意图

USB串口通信

RS-232异步通信协议

启动位：必须占1个位长，保持逻辑0电平

有效数据位：可选5、6、7、8、9个位长，LSB最低有效位在前，MSB最高有效位在后

校验位：可选占1个位长，也可以没有该位

停止位：必须有，可选占0.5、1、1.5、2个位长，保持逻辑1电平

USART

F1/F4/F7 USART框图

简化框图

设置UASRT波特率

波特率计算公式

其中Fck是串口时钟，USART1的时钟是PCLK2,其他串口都是PCLK1

波特比率寄存器BRR

用寄存器方法设置波特率

以波特率115200为例

寄存器代码

uint16_t mantissa; 
uint16_t fraction; 
mantissa=39; //整数部分
fraction=0.0625*16+0.5=0x01    //四舍五入减少误差

/* USARTDIV = DIV_Mantissa + (DIV_Fraction/16) */
USART1->BRR = (mantissa << 4) + fraction;

USART寄存器介绍

控制寄存器（CR1)

位13：使能USART

位12：配置8个数据位

位10：禁止检验控制

位5：使能接收缓冲区非空中断

位3：使能发送

位2：使能接收

控制寄存器（CR2)

配置1个停止位

控制寄存器(CR3)

配置不选择半双工模式

数据寄存器(DR)

设置好控制和波特率寄存器，往该寄存器写入数据即可发送，接受数据即可读该寄存器

状态寄存器

通过TC位知道能否发数据

通过RXNE位知道是否收到数据

USART/UART异步通信配置步骤

函数介绍

HAL_UART_Init（）

HAL_StatusTypeDef HAL_UART_Init(UART_HandleTypeDef *huart)
typedef struct 
{    uint32_t BaudRate; 		/* 波特率 */ 
     uint32_t WordLength; 	    /* 字长 */
     uint32_t StopBits; 		/* 停止位 */ 
     uint32_t Parity; 			/* 奇偶校验位 */ 
     uint32_t Mode; 			/* UART 模式 */ 
     uint32_t HwFlowCtl; 		/* 硬件流设置 */ 
     uint32_t OverSampling; 	/* 过采样设置 */ 
}UART_InitTypeDef

HAL_UART_Receive_IT（）

//作用：以中断的方式接收指定字节的数据
//形参 1 是 UART_HandleTypeDef 结构体类型指针变量
//形参 2 是指向接收数据缓冲区
//形参 3 是要接收的数据大小，以字节为单位
HAL_StatusTypeDef HAL_UART_Receive_IT(UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t *pData, uint16_t Size)

                                                                                                           

HAL_UART_Transmit（）

//作用：以阻塞的方式发送指定字节的数据
//形参 1 ：UART_HandleTypeDef 结构体类型指针变量
//形参 2：指向要发送的数据地址
//形参 3：要发送的数据大小，以字节为单位
//形参 4：设置的超时时间，以ms单位
HAL_StatusTypeDef HAL_UART_Transmit(UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t *pData, uint16_t Size, uint32_t Timeout)

                                                                             

HAL回调

MSP回调

例子

中断回调

例子

引脚复用

复用映射图

GPIO 复用功能低位寄存器(AFRL)

GPIO 复用功能高位寄存器(AFRH)

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