STM32单片机串口编程：掌握串口通信原理，轻松实现数据传输

# 1. STM32单片机串口简介**

串口（Serial Port）是一种用于数据传输的异步通信接口，它通过一根或多根导线进行数据传输。STM32单片机集成了串口控制器，可以方便地进行串口通信。

串口通信具有以下特点：

- **异步传输：**数据以单个比特的形式传输，没有时钟信号同步。
- **全双工通信：**可以同时发送和接收数据。
- **低成本：**只需要一根或多根导线即可实现通信。
- **广泛应用：**广泛应用于物联网、工业控制、医疗设备等领域。

# 2. 串口通信原理

### 2.1 串口通信的基本概念

串口通信，又称串行通信，是一种通过单根信号线逐位传输数据的通信方式。与并行通信相比，串口通信具有以下特点：

- **低成本：**只需要一根信号线，成本较低。
- **抗干扰性强：**由于采用单根信号线，抗干扰性较强。
- **传输距离短：**一般情况下，传输距离不超过 100 米。

串口通信的基本原理是将数据按位逐一发送，接收端再将收到的数据位重新组装成数据。

### 2.2 串口通信的物理层和数据链路层

串口通信的物理层负责数据的物理传输，包括信号的电气特性、接口类型和连接方式。常用的物理层接口类型有：

- RS-232
- RS-485
- TTL

串口通信的数据链路层负责数据的帧格式、校验和错误控制。常用的数据链路层协议有：

- UART（通用异步收发传输器）
- USART（通用同步/异步收发传输器）

### 2.3 串口通信的协议和标准

串口通信协议定义了数据的传输格式、传输速率、校验方式等参数。常用的串口通信协议有：

- **异步通信协议：**数据传输时不使用时钟信号，发送端和接收端依靠起始位和停止位来同步。
- **同步通信协议：**数据传输时使用时钟信号，发送端和接收端通过时钟信号保持同步。

串口通信标准定义了串口通信的物理层和数据链路层规范，常用的串口通信标准有：

- **RS-232 标准：**定义了异步通信协议的物理层和数据链路层规范。
- **RS-485 标准：**定义了半双工异步通信协议的物理层和数据链路层规范。

# 3.1 STM32单片机串口硬件结构

### 3.1.1 串口控制器

STM32单片机集成了多个串口控制器，称为USART（通用同步异步收发器）。每个USART控制器都有自己的寄存器组，用于配置和控制串口通信。

### 3.1.2 引脚分配

每个USART控制器对应一组特定的GPIO引脚，用于数据收发和控制信号。常见引脚分配如下：

| 引脚 | 功能 |
|---|---|
| TX | 发送数据 |