STM32单片机串口通信：畅通无阻的数据传输，实现设备互联

# 1. STM32单片机串口通信概述

**1.1 串口通信简介**

串口通信是一种广泛应用于电子设备之间的异步数据传输方式，它通过串行数据传输方式，以一位一位的形式进行数据传输。STM32单片机内置串口控制器，支持串口通信功能，可实现与其他设备的数据交换。

**1.2 串口通信特点**

串口通信具有以下特点：

- **异步传输：**数据传输不依赖于时钟信号，接收端和发送端使用各自的时钟。
- **单向传输：**数据传输只能单向进行，发送端和接收端需要使用不同的引脚。
- **低速率：**串口通信速率一般较低，通常在几 kbps 到几十 kbps 之间。

# 2. 串口通信理论基础

### 2.1 串口通信原理

#### 2.1.1 串行数据传输方式

串口通信采用串行数据传输方式，即数据以一位一位的顺序传输。与并行数据传输相比，串行数据传输具有以下优点：

- **布线简单：**仅需两根信号线（发送线和接收线）即可实现数据传输。
- **成本低廉：**由于布线简单，所需硬件成本较低。
- **抗干扰能力强：**由于数据传输速率较低，受干扰影响较小。

#### 2.1.2 波特率、数据位、校验位

串口通信中，数据传输速率称为波特率，单位为比特/秒（bps）。波特率决定了数据传输的速度。

数据位指每个字符传输时使用的比特数，常见的数据位有 5 位、6 位、7 位和 8 位。数据位越多，表示的信息越丰富，但传输速率越慢。

校验位用于检测数据传输过程中是否发生错误。常见的校验位有奇校验和偶校验。奇校验要求传输的数据位中 1 的个数为奇数，偶校验要求传输的数据位中 1 的个数为偶数。

### 2.2 串口通信协议

#### 2.2.1 同步通信和异步通信

串口通信协议分为同步通信和异步通信。

- **同步通信：**数据传输时，发送方和接收方使用一个公共时钟信号来同步数据传输。同步通信传输效率高，但对时钟信号的要求较高。
- **异步通信：**数据传输时，发送方和接收方使用各自的时钟信号，不需要同步。异步通信对时钟信号的要求较低，但传输效率较低。

#### 2.2.2 常用串口通信协议

常见的串口通信协议有：

- **RS-232：**一种标准的串口通信协议，使用 DB-9 或 DB-25 连接器。
- **RS-485：**一种多点通信协议，允许多个设备同时连接到同一串口总线。
- **CAN：**一种用于工业控制和汽车领域的串口通信协议，具有高可靠性和实时性。

# 3. STM32单片机串口配置与编程

### 3.1 STM32单片机串口硬件结构

#### 3.1.1 串口引脚定义

STM32单片机通常有多个串口，每个串口都有对应的引脚定义。以STM32F103C8T6为例，其串口1的引脚定义如下：

| 引脚名称 | 功能 |
|---|---|
| PA9 | TX |
| PA10 | RX |

#### 3.1.2 串口寄存器介绍

STM32单片机串口的寄存器主要包括：

- **DR（数据寄存器）：**用于发送和接收数据。
- **SR（状态寄存器）：**用于查询串口的状态，如发送缓冲区是否为空