STM32单片机串口通信秘籍：串行数据传输的奥秘

# 1. STM32单片机串口通信基础

串口通信是一种广泛应用于嵌入式系统中的数据传输方式，它通过单片机上的串口外设与外部设备进行数据交换。STM32单片机提供了丰富的串口外设，支持多种串口通信协议和数据传输模式。

### 1.1 串口通信原理

串口通信采用异步传输方式，数据以串行比特流的形式发送和接收。每个数据比特由一个起始位、数据位、奇偶校验位（可选）和一个停止位组成。串口通信需要两个设备之间建立连接，包括数据发送端和数据接收端。

### 1.2 STM32单片机串口外设

STM32单片机集成了多个串口外设，称为USART（通用同步异步收发器）。USART外设提供灵活的配置选项，支持不同的串口通信协议和数据传输速率。USART外设主要包括以下寄存器：

- 数据寄存器（DR）：存储待发送或已接收的数据。
- 控制寄存器（CR1）：控制串口通信模式、波特率和奇偶校验等参数。
- 状态寄存器（SR）：指示串口通信的状态，如数据发送完成、数据接收完成等。

# 2. 串口通信协议与数据传输

### 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的传输方式，包括数据帧格式、传输速度、数据位、停止位、校验位等参数。常用的串口通信协议有：

#### 2.1.1 UART协议

UART（Universal Asynchronous Receiver Transmitter）协议是一种异步串行通信协议，广泛应用于微控制器和外围设备之间的数据传输。UART协议的数据帧格式如下：

Start bit | Data bits (5-8) | Parity bit (optional) | Stop bit

* 起始位：一个低电平信号，表示数据帧的开始。
* 数据位：传输的数据内容，通常为 5-8 位。
* 奇偶校验位（可选）：用于检测数据传输中的错误。
* 停止位：一个高电平信号，表示数据帧的结束。

#### 2.1.2 RS-232协议

RS-232（Recommended Standard 232）协议是一种异步串行通信协议，用于在计算机和外围设备之间进行数据传输。RS-232协议的数据帧格式与 UART 协议类似，但增加了控制线和握手信号。

### 2.2 串行数据传输

#### 2.2.1 数据位、停止位和校验位

* **数据位：**传输的数据内容的位数，通常为 5-8 位。
* **停止位：**数据帧结束后的高电平信号的位数，通常为 1 或 2 位。
* **校验位：**用于检测数据传输中的错误，可以是奇校验或偶校验。

#### 2.2.2 波特率与数据传输速度

波特率是指每秒传输的比特数，单位为 bps（bit per second）。数据传输速度与波特率成正比，波特率越高，数据传输速度越快。

数据传输速度 = 波特率 / (数据位 + 停止位 + 校验位)

例如，在波特率为 9600 bps、数据位为 8 位、停止位为 1 位、无校验位的情况下，数据传输速度为：

数据传输速度 = 9600 bps / (8 + 1 + 0) = 960 bps

# 3. STM32单片机串口编程实践

### 3.1 串口初始化与配置

#### 3.1.1 初始化GPIO引脚

串口通信需要使用GPIO引脚来连接发送器和接收器。在STM32单片机中，GPIO引脚的初始化步骤如下：

1. **使能GPIO时钟：**使用`RCC_AHB1PeriphClockCmd()`函数使能GPIO时钟。例如，对于GPIOA，代码如下：

RCC_AHB1P