STM32 串口通信：UART、USART 和 RS-485，深入理解嵌入式系统的数据传输

# 1. STM32 串口通信概述

串口通信是一种广泛应用于嵌入式系统中的数据传输方式。它通过串行方式传输数据，具有低成本、易于实现等优点。STM32 微控制器系列提供了丰富的串口通信外设，包括 UART、USART 和 RS-485，可以满足各种应用场景的需求。

本章将介绍 STM32 串口通信的基本概念和应用，包括串口通信原理、协议、接口以及 STM32 中的串口外设。通过对这些基础知识的理解，读者可以为后续的串口编程实践打下坚实的基础。

# 2. 串口通信理论基础

### 2.1 串口通信原理

串口通信，也称为串行通信，是一种通过单条信号线传输数据的通信方式。它将数据分解为单个比特，并按顺序发送。接收端接收这些比特并将其重新组装成原始数据。

串口通信的原理基于时钟同步。发送端和接收端必须以相同的速度运行，以便接收端可以正确地采样比特。时钟信号通常由发送端生成，并通过信号线传输到接收端。

### 2.2 串口通信协议

串口通信协议定义了数据传输的规则，包括比特率、数据位、停止位和奇偶校验。

- **比特率：**以比特/秒 (bps) 为单位，表示每秒传输的比特数。
- **数据位：**表示每个字符传输的数据位数，通常为 5、6、7 或 8 位。
- **停止位：**表示结束字符传输的比特数，通常为 1 或 2 位。
- **奇偶校验：**一种错误检测机制，添加一个额外的比特以确保传输数据的奇偶性。

### 2.3 串口通信接口

串口通信接口是物理连接发送端和接收端的硬件接口。常见的串口通信接口包括：

- **RS-232：**一种广泛使用的串口通信标准，使用 DB-9 或 DB-25 连接器。
- **RS-485：**一种半双工串口通信标准，使用差分信号传输，可实现更长的传输距离。
- **UART：**一种集成在微控制器中的通用异步收发器，用于串口通信。

**代码块：**

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main() {
  // 定义串口通信参数
  int baud_rate = 9600;
  int data_bits = 8;
  int stop_bits = 1;
  char parity = 'N';

  // 初始化串口通信
  // ...

  // 发送数据
  // ...

  // 接收数据
  // ...

  return 0;
}

**逻辑分析：**

该代码块演示了串口通信的基本原理。它定义了串口通信参数，初始化串口通信，然后发送和接收数据。

**参数说明：**

- `baud_rate`：串口通信的比特率。
- `data_bits`：每个字符传输的数据位数。
- `stop_bits`：结束字符传输的比特数。
- `parity`：奇偶校验类型，可以是 'N'（无校验）、'E'（偶校验）或 'O'（奇校验）。

# 3. STM32 串口编程实践

### 3.1 UART 和 USART 编程

UART（通用异步收发器/传输器）和 USART（通用同步/异步收发器/传输器）是 STM32 微控制器中用于串