STM32单片机串口通信实战：掌握串口通信原理和应用技巧，实现高效的数据传输

# 1. 串口通信基础**

串口通信是一种广泛应用于嵌入式系统中的异步数据传输方式，它通过串行数据线实现数据的单向或双向传输。串口通信具有传输距离远、抗干扰能力强、成本低廉等优点，广泛应用于各种嵌入式设备和工业控制系统中。

串口通信的基本原理是将数据按照一定格式进行编码，然后通过串行数据线进行传输。接收端收到数据后，按照相同的格式进行解码，还原出原始数据。常见的串口通信协议包括UART、RS-232、RS-485等。

# 2. STM32单片机串口通信原理**

**2.1 串口通信协议**

串口通信协议定义了数据在串行链路上传输的规则，包括数据位、停止位、奇偶校验位等参数。STM32单片机支持多种串口通信协议，如UART、USART、LIN等。

**2.1.1 UART协议**

UART（Universal Asynchronous Receiver Transmitter）协议是一种异步串行通信协议，数据位长度为5~8位，支持奇偶校验和停止位。UART协议广泛应用于各种嵌入式系统中。

**2.1.2 USART协议**

USART（Universal Synchronous/Asynchronous Receiver Transmitter）协议是一种同步/异步串行通信协议，支持UART协议的所有特性，还增加了同步通信模式。USART协议常用于需要高精度时钟同步的应用中。

**2.1.3 LIN协议**

LIN（Local Interconnect Network）协议是一种低成本、低速的串行通信协议，主要用于汽车电子系统中的通信。LIN协议支持多主模式，允许多个设备在同一总线上通信。

**2.2 STM32单片机串口硬件结构**

STM32单片机集成了多个串口外设，每个串口外设包含一个发送器和一个接收器。串口外设与CPU通过APB总线连接，支持DMA传输。

**2.2.1 串口寄存器**

每个串口外设都有一组寄存器，用于配置和控制串口通信。主要寄存器包括：

- **DR：**数据寄存器，用于发送和接收数据。
- **SR：**状态寄存器，指示串口的状态，如接收缓冲区是否为空、发送缓冲区是否已满等。
- **CR1：**控制寄存器1，用于配置串口通信参数，如波特率、数据位长度、奇偶校验等。
- **CR2：**控制寄存器2，用于配置中断、DMA传输等功能。

**2.2.2 串口中断**

串口外设支持多种中断，包括接收中断、发送中断、错误中断等。中断可以用于通知CPU串口事件的发生，从而及时处理数据。

**2.3 串口通信寄存器和中断**

**2.3.1 串口通信寄存器**

串口通信寄存器用于配置和控制串口通信。主要寄存器包括：

- **CR1：**控制寄存器1，用于配置串口通信参数，如波特率、数据位长度、奇偶校验等。
- **CR2：**控制寄存器2，用于配置中断、DMA传输等功能。
- **SR：**状态寄存器，指示串口的状态，如接收缓冲区是否为空、发送缓冲区是否已满等。
- **DR：**数据寄存器，用于发送和接收数据。

**2.3.2 串口通信中断**

串口通信中断用于通知CPU串口事件的发生，从而及时处理数据。主要中断包括：

- **接收中断：**当接收缓冲区接收到数据时触发。
- **发送中断：**当发送缓冲区已空时触发。
- **错误中断：**当串口通信发生错误时触发，如帧错误、奇偶校验错误等。

**代码示例：**

// 配置串口通信参数
RCC->APB2ENR |= RCC_APB2ENR_USART1EN; // 使能USART1时钟
USART1->CR1 = 0x0000; // 复位CR1寄存器
USART1->CR1 |= USART_CR1_UE; // 使能串口
USART1->CR1 |= USART_CR1_TE; //