STM32 串口通信：掌握数据传输的奥秘，实现设备间无缝交流

# 1.1 串口通信原理

串口通信是一种异步串行通信协议，它通过一条单向传输线（称为数据线）逐位传输数据。数据以比特流的形式发送，每个比特代表一个二进制值（0 或 1）。串口通信的优点在于其简单性和低成本，使其成为设备间通信的广泛选择。

## 1.2 STM32 串口硬件架构

STM32 微控制器系列配备了多个串口外设，称为 USART（通用同步异步接收器/发送器）。USART 模块负责管理串口通信，提供数据缓冲、帧格式化和中断生成等功能。每个 USART 模块通常具有以下引脚：

* **TX（发送）：**用于传输数据的引脚。
* **RX（接收）：**用于接收数据的引脚。
* **CTS（清除发送）：**用于指示接收设备何时准备好接收数据的引脚。
* **RTS（请求发送）：**用于指示发送设备何时准备好发送数据的引脚。

# 2. 串口通信编程技巧**

**2.1 串口初始化和配置**

STM32 串口通信编程的第一步是初始化和配置串口硬件。这涉及到设置波特率、数据位、停止位和奇偶校验位等参数。

/* 初始化串口1 */
void USART1_Init(void)
{
    /* 使能串口1时钟 */
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE);

    /* 配置串口1引脚 */
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9 | GPIO_Pin_10;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

    /* 配置串口1 */
    USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
    USART_InitStructure.USART_BaudRate = 115200;
    USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;
    USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;
    USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;
    USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;
    USART_Init(USART1, &USART_InitStructure);

    /* 使能串口1 */
    USART_Cmd(USART1, ENABLE);
}

**代码逻辑分析：**

* `RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE);`：使能串口1时钟。
* `GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);`：配置串口1引脚，设置为复用推挽输出模式。
* `USART_Init(USART1, &USART_InitStructure);`：配置串口1参数，包括波特率、数据位、停止位和奇偶校验位。
* `USART_Cmd(USART1, ENABLE);`：使能串口1。

**2.2 数据发送与接收**

数据发送和接收是串口通信的核心。STM32 提供了多种函数来执行这些操作。

**发送数据：**

/* 发送一个字节 */
void USART_SendData(USART_TypeDef* USARTx, uint8_t data)
{
    while (USART_GetFlagStatus(USARTx, USART_FLAG_TXE) == RESET);
    USART_SendData(USARTx, data);
}

**代码逻辑分析：**

* `while (USART_GetFlagStatus(USARTx, USART_FLAG_TXE) == RESET);`：等待发送缓冲区为空。
* `USART_SendData(USARTx, data);`：发送数据。

**接收数据：**

/* 接收一个字节 */
uint8_t USART_ReceiveData(USART_TypeDef* USARTx)
{
    while (USART_GetFlagStatus(USARTx, USART_FLAG_RXNE) == RESET);
    return USART_ReceiveData(USARTx);
}

**代码逻辑分析：**

* `while (USART_GetFlagStatus(USARTx, USART_FLAG_RXNE) == RESET);`：等待接收缓冲区非空。
* `return USART_ReceiveData(USARTx);`：接收数据。

**2.3 中断处理和状态管理**

中断处理和状态管理对于确保串口通信的可靠性和效率至关重要。STM32 提供了中断服务例程 (ISR) 来处理串口事件，例如数据接收和发送完成。

/* 串口1中断服务例程 */
void USART1_IRQHandler(void)
{
    if (USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_RXNE) != RESET)
    {
        /* 接收数据 */
        uint