STM32单片机外设探索：串口、定时器和ADC的全面解析

# 1. STM32单片机外设概述

STM32单片机是意法半导体（STMicroelectronics）推出的基于ARM Cortex-M内核的高性能微控制器系列。它具有丰富的片上外设，为各种嵌入式应用提供了强大的硬件支持。

STM32外设包括串口、定时器、ADC、DMA、GPIO等，这些外设可以与MCU核心协同工作，实现各种功能，如数据通信、定时控制、模拟信号采集等。

本系列文章将深入探讨STM32单片机的串口、定时器和ADC外设，从原理、架构到应用实践，帮助读者全面理解和掌握这些外设的使用。

# 2. 串口通信原理与STM32应用

### 2.1 串口通信基础

#### 2.1.1 串口通信协议

串口通信协议定义了数据在串口上传输的方式，包括数据位、停止位、奇偶校验位等参数。常见的串口通信协议有：

- **异步通信协议：**数据位、停止位、奇偶校验位独立传输，没有时钟信号同步。
- **同步通信协议：**使用时钟信号同步数据传输，数据位、停止位、奇偶校验位与时钟信号同步。

#### 2.1.2 串口通信方式

串口通信方式分为全双工和半双工两种：

- **全双工：**允许同时发送和接收数据。
- **半双工：**只能交替发送和接收数据。

### 2.2 STM32串口外设架构

#### 2.2.1 串口寄存器

STM32串口外设包含多个寄存器，用于控制串口通信。主要寄存器包括：

- **数据寄存器 (DR)：**存储要发送或接收的数据。
- **状态寄存器 (SR)：**指示串口状态，如发送/接收完成、错误等。
- **控制寄存器 (CR1/CR2/CR3)：**配置串口参数，如波特率、数据位、停止位等。

#### 2.2.2 串口中断

STM32串口外设支持多种中断，用于通知应用程序串口事件。常见的中断包括：

- **接收数据中断：**当接收到数据时触发。
- **发送数据中断：**当数据发送完成时触发。
- **错误中断：**当发生错误时触发，如帧错误、校验错误等。

### 2.3 STM32串口应用实践

#### 2.3.1 串口数据收发

**代码块：**

#include "stm32f10x.h"

void USART_SendData(USART_TypeDef* USARTx, uint8_t data)
{
    while (!(USARTx->SR & USART_SR_TXE));
    USARTx->DR = data;
}

uint8_t USART_ReceiveData(USART_TypeDef* USARTx)
{
    while (!(USARTx->SR & USART_SR_RXNE));
    return USARTx->DR;
}

**逻辑分析：**

* `USART_SendData` 函数用于发送数据，等待发送缓冲区为空 (`USART_SR_TXE`)，然后将数据写入数据寄存器 (`USARTx->DR`)。
* `USART_ReceiveData` 函数用于接收数据，等待接收缓冲区非空 (`USART_SR_RXNE`)，然后从数