STM32应用：虚拟扩展串行通信外设的创新策略

本篇应用笔记名为《STM32应用程序虚拟增加串行通信外设的数量》，主要针对STM32单片机用户在实际应用中遇到的挑战：即微控制器的串行通信外设数量不足，而无法满足所有需求。作者提出，许多时候，通信流并非始终需要所有功能，如在非连续模式、较低速度或简化协议下，对通信的需求可能大大减少。在这种背景下，文章探讨了如何通过各种方法在现有硬件基础上实现虚拟增补串行通信通道，以避免昂贵的硬件升级和电路板复杂性的增加。 硬件方法和软件方法是解决这一问题的两个主要途径： 1. **硬件方法**：文章提到，直接复用硬件通道可能存在兼容性问题，且可能需要较大的代码调整和性能牺牲。关键在于识别哪些通信需求可以被简化或采用低工作量的变更来满足。具体策略包括： - **功能性与时序无关的改变**：允许一定程度的功能灵活性，即使在不严格的时序要求下也能工作。 - **时序控制**：可能需要对原有的时序规则进行调整或优化。 - **硬件接口**：确保模拟外设不会影响其他GPIO或硬件接口的正常功能。 - **API接口**：调整API以适应模拟的通信设备。 2. **软件方法**： - **位模拟**：通过编程模拟单个或多个位级别的通信，这在功能性和时序要求较低的情况下可行。 - **硬件和软件组合控制GPIO**：结合硬件和软件手段，灵活地配置GPIO作为通信外设，如模拟UART或SPI接口。 - **通用方法论**： - **时钟信号对比**：区分主从关系，可能需要管理不同通信模式下的时钟同步。 - **中断和DMA与位模拟比较**：权衡中断处理和DMA传输的效率，选择最适合的通信控制方式。 - **软件模拟的外设**：在没有物理外设支持的情况下，使用软件模拟提供通信功能，但性能可能会受限。 文中还引用了相关的技术文档，如TN0072（软件工具链和STM32特性）、UM0892（STM32ST-LINK工具软件说明）以及AN4457（STM32F4全双工UART模拟），供读者深入了解实际案例和解决方案。这篇应用笔记旨在帮助STM32开发者找到在资源有限的情况下有效扩展串行通信能力的策略，以提高应用的灵活性和成本效益。