STM32 USART串口详解：功能、工作原理与编程实例

USART,即通用同步异步收发器，是STM32微控制器中的重要模块，主要用于在嵌入式系统中进行串行通信。它是工业标准NRZ（非归零）异步串行数据格式的桥梁，支持全双工通信，这意味着发送和接收可以在同一时刻进行，提供了很高的数据传输效率。 USART利用分数波特率发生器，允许选择多种波特率，这对于不同的应用场景具有灵活性。它不仅支持同步单向通信，例如从微控制器向外部设备发送数据，还支持半双工通信，如智能卡协议和IrDA SIR ENDEC规范，这些协议在物联网、无线通信等领域有广泛应用。此外，USART还具备调制解调器操作能力，包括CTS（清除发送）和RTS（请求发送）信号的处理，有助于控制数据传输。 串口通信通常通过RX（接收）和TX（发送）两个引脚与其他设备相连。RX负责接收来自外部设备的数据，通过过采样技术确保数据的正确解析，即使在噪声环境中也能有效区分数据和噪声。TX则负责发送数据，当无数据发送时，其电平保持为高电平，可以实现单线和智能卡模式下的双向通信。 在STM32 V3开发板上，有多个USART接口，如USART1通常用于ISP编程和普通串口通信。通过MAX3232等转换器，可以将这些接口扩展为RS-232标准，便于连接各种外部设备，如计算机的串口或传感器网络。 串口通信的驱动方式主要有两种：查询模式和中断模式。查询模式下，程序会周期性检查串口是否有数据可读或写入；而中断模式下，当数据到达时，系统会自动引发中断，让程序处理数据，提高了响应速度。对于编程实践，首先需要正确配置串口的寄存器，如波特率、数据位数、停止位等，然后设置中断服务程序来处理接收到的数据。 在Windows系统中，可以使用“超级终端”或者自定义的DLL和EXE文件来配置和测试串口通信。对于Vista及更高版本的系统，虽然不再预装超级终端，但可以通过兼容性模式或其他第三方工具来实现串口调试。 USART在STM32微控制器中的应用是嵌入式系统中串行通信的基础，理解和掌握其工作原理和配置方法对于开发高效稳定的系统至关重要。通过合理利用USART的功能和编程技巧，开发者能够构建出适应不同场景的通信解决方案。