STM32单片机C语言串口通信:串口原理、配置和数据传输的私密手册

发布时间: 2024-07-02 20:32:36 阅读量: 92 订阅数: 54
![STM32单片机C语言串口通信:串口原理、配置和数据传输的私密手册](https://img-blog.csdnimg.cn/ed8995553b4a46ffaa663f8d7be3fd44.png) # 1. STM32单片机串口基础** STM32单片机内置串口外设,是一种异步通信接口,用于与其他设备进行数据交换。串口通信的基本原理是将并行数据转换为串行数据,通过单根信号线进行传输。串口通信具有成本低、使用方便、可靠性高的特点,广泛应用于各种嵌入式系统中。 # 2. 串口通信原理 ### 2.1 串口通信的物理层 串口通信的物理层负责数据的传输和接收,主要包括以下几个方面: - **物理接口:**串口通信使用RS-232、RS-485或TTL电平等物理接口进行数据传输。 - **数据传输方式:**串口通信采用异步传输方式,即数据位、停止位和校验位之间没有固定的时间关系。 - **数据传输速率:**串口通信的传输速率通常在115200bps至921600bps之间。 - **数据格式:**串口通信的数据格式通常为8位数据位、1位停止位和无校验位。 ### 2.2 串口通信的协议层 串口通信的协议层负责数据传输的可靠性和准确性,主要包括以下几个方面: - **数据帧格式:**串口通信的数据帧通常由起始位、数据位、停止位和校验位组成。 - **数据校验:**串口通信可以使用奇校验、偶校验或无校验等方式进行数据校验。 - **流控制:**串口通信可以使用硬件流控制或软件流控制等方式控制数据流。 - **错误检测和重传:**串口通信可以使用CRC校验或重传机制检测和重传错误数据。 **代码示例:** ```python import serial # 创建一个串口对象 ser = serial.Serial('/dev/ttyUSB0', 115200, timeout=1) # 发送数据 ser.write(b'Hello, world!') # 接收数据 data = ser.read(10) # 关闭串口 ser.close() ``` **逻辑分析:** 这段代码使用Python的`serial`库创建了一个串口对象,并设置了串口号、波特率和超时时间。然后,它发送数据`"Hello, world!"`,并接收10个字节的数据。最后,它关闭了串口。 **参数说明:** - `/dev/ttyUSB0`:串口号 - 115200:波特率 - 1:超时时间(秒) - `b'Hello, world!'`:发送的数据 - 10:接收的数据长度 # 3. STM32单片机串口配置** **3.1 串口外设寄存器** STM32单片机上的串口外设寄存器主要包括以下几类: | 寄存器组 | 功能 | |---|---| | USART_CR1 | 控制寄存器 1,用于配置串口的基本参数,如波特率、数据位、停止位等 | | USART_CR2 | 控制寄存器 2,用于配置串口的其他参数,如硬件流控制、中断使能等 | | USART_CR3 | 控制寄存器 3,用于配置串口的其他参数,如奇偶校验、数据翻转等 | | USART_BRR | 波特率寄存器,用于设置串口的波特率 | | USART_SR | 状态寄存器,用于读取串口的当前状态,如发送缓冲区是否为空、接收缓冲区是否已满等 | | USART_DR | 数据寄存器,用于发送和接收数据 | **3.2 串口配置步骤** STM32单片机串口的配置步骤一般如下: 1. **时钟配置:**确保串口外设的时钟已开启。 2. **引脚配置:**将串口引脚配置为复用功能,连接到相应的串口外设。 3. **波特率配置:**根据实际需要设置串口的波特率。 4. **数据格式配置:**配置串口的数据位、停止位和奇偶校验等参数。 5. **中断配置:**根据需要配置串口的发送和接收中断。 **代码示例:** 以下代码示例展示了如何配置 STM32 单片机的串口: ```c // 时钟配置 RCC->APB2ENR |= RCC_APB2ENR_USART1EN; // 引脚配置 GPIOA->CRH |= GPIO_CRH_MODE9_1 | GPIO_CRH_CNF9_1; // PA9 设置为复用推挽输出 GPIOA->CRH |= GPIO_CRH_MODE10_1 | GPIO_CRH_CNF10_1; // PA10 设置为复用推挽输出 // 波特率配置 USART1->BRR = 0x341; // 设置波特率为 9600 // 数据格式配置 USART1->CR1 |= USART_CR1_TE | USART_CR1_RE; // 使能发送和接收 USART1->CR1 |= USART_CR1_M | USART_CR1_PS; // 8 位数据位,1 个停止位 // 中断配置 USART1->CR1 |= USART_CR1_RXNEIE; // 使能接收中断 NVIC_EnableIRQ(USART1_IRQn); // 使能 USART1 中断 ``` **逻辑分析:** * RCC->APB2ENR |= RCC_APB2ENR_USART1EN;:开启 USART1 外设的时钟。 * GPIOA->CRH |= GPIO_CRH_MODE9_1 | GPIO_CRH_CNF9_1;:将 PA9 引脚配置为复用推挽输出,用于串口发送。 * GPIOA->CRH |= GPIO_CRH_MODE10_1 | GPIO_CRH_CNF10_1;:将 PA10 引脚配置为复用推挽输出,用于串口接收。 * USART1->BRR = 0x341;:设置串口的波特率为 9600。 *
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