1串口通信

串口通信是嵌入式系統和電子設備中最常用的?異步串行通信?方式，核心是通過?TX（發送）?和?R（接收）?兩根線實現全雙工數據傳輸。

2通信協議分類

2.1同步/異步通信

同步和異步是串行通信中兩種根本不同的數據傳輸方式，核心區別在于 是否需要共享時鐘信號 來協調數據傳輸。

2.1.1同步通信

同步通信：帶時鐘同步信號，如IIC接口或者SPI接口都屬于同步通信，要求通信雙方必須使用同一個時鐘，相當于發送數據的同時接收數據，同步通信屬于連續串行傳輸數據，一次只傳輸一幀數據，相比于異步通信而言，傳輸效率更高，缺點是時鐘必須一致

2.1.2異步通信

異步通信：不帶時鐘同步信號，如UART接口屬于異步通信，要求通信雙方具有發送端和接收端，由于不要求時鐘同步，所以在通信的時候，通信雙方必須提前約定好通信格式（字符格式）以及通信速率，異步通信以字符為單位進行傳輸，在傳輸一個字符的時候會添加起始位和停止位，通過起始位以及停止位來達到同步的功能。

2.1.3關鍵對比

2.2串行/并行通信

2.2.1串行通信

傳輸原理：數據按位依次順序傳輸，如發送字節0x41（ASCII 'A'）的二進制01000001，從LSB或MSB開始逐個傳輸。

優點：節約引腳資源（最少一根線）、傳輸成本低、傳輸距離遠

缺點：傳輸速度慢

應用領域：一般用于工控設備、測量設備、少部分通信設備? USB? COM口

2.2.2并行通信

傳輸原理：多位數據同時通過多根數據線發送。例如，8位數據0x41通過8根線同時傳輸，每根線對應1位。

優點：傳輸速度快

缺點：占用引腳資源、傳輸成本高、傳輸距離近、抗干擾能力弱（串擾）

應用領域：一般大量數據傳輸，并且傳輸距離較近 ?如計算機總線

2.3單工/半雙工/全雙工通信

2.3.1單工/半雙工/全雙工概念對比

2.3.2單工/半雙工/全雙工對比

3通信接口

? ? ? ? ?通信雙方可以實現按照某一種協議進行通信的前提是：首先雙方都有一個相同的通信接口。該接口還要可以按照通信協議進行數據的收發。

口協議只規定了按照怎樣的順序傳輸，但是數字量如何轉換，

按照什么電平標準到另一個器件，這個不是協議所規定的

RS232,RS485電平是串口通信過程中的一種電平標準，不是協議

例如：

硬件設備和計算機在通信的時候，需要用到電氣轉換芯片（如MAX232），因為硬件平臺一般采用TTL電平信號（采用正邏輯電平，+5V等價于邏輯1，0V等價于邏輯0），但是計算機采用RS232電平信號（采用負邏輯電平，-15V~-3V 表示邏輯1，+3V~+15V 表示邏輯0）。

????????通信時一般數據都是以二進制進行收發，那么電壓信號在什么情況下為邏輯“1”,在什么情況下為邏輯“0”,這時就需要按照相同的電平規范來接收。

TTL電平規范

COMS

RS485電平規范

4串口通信的參數

????????USART或者UART都是全雙工異步通信，由于不需要時鐘同步，所以就必須要求通信雙方要約定字符格式和通信速率。

4.1字符格式

????????字符格式一般都是采用字符幀的形式進行傳輸，字符幀由起始位、數據位、校驗位、停止位組成。具體的說明可以參考STM32中文參考手冊的26.3.1章節。

UART通信的數據幀格式：1位起始位(‘0’)，5~8位數據位，1位校驗位，0.5、1、1.5、2位停止位

起始位：告知接收方數據開始發送。

數據位：保存傳輸的數據

校驗位：分為奇校驗、偶校驗和無校驗，若選擇奇校驗，則數據位和校驗位上1的總個數為奇數，若選擇偶校驗，1的個數為偶數。

(1) 起始位：指的是一幀數據的開始 ? 規定為1bit的低電平

(2) 數據位：指的是有效的信息，可以為7bit（標準ASCII碼）或者8bit（拓展ASCII碼）

(3) 校驗位：指的是對于數據位的簡單校驗，可以確保數據正常發送，也可以避免噪聲的影響，校驗分為奇校驗、偶校驗，校驗位也只占1bit。一般不使用校驗位。

(4) 停止位：指的是一幀數據傳輸完成 ? 停止位一般選擇1bit，規定為高電平

4.2通信速率

通信速率指的是單位時間內傳輸的有效的二進制數的個數，也被稱為波特率，單位為bps。常用的波特率有9600bps、115200bps。 可以根據實際需求進行修改。

舉個例子：一般采用的波特率是9600bps，字符格式選擇8bit數據位、無校驗、1bit停止位，然后再加上1bit的起始位，所以一幀字符占10bit，所以單位時間可以傳輸960幀。

5代碼配置

5.1配置步驟

stm32f4xx_tim.c函數中可以查看

===============================================================================
##### How to use this driver #####
===============================================================================
[..]
(#) Enable peripheral clock using the following functions
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USARTx, ENABLE) for USART1 and USART6?
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_USARTx, ENABLE) for USART2, USART3,?UART4 or UART5.
? ?1.使能USART

(#) According to the USART mode, enable the GPIO clocks using?
? RCC_AHB1PeriphClockCmd() function. (The I/O can be TX, RX, CTS,?
or/and SCLK).?

2.使能GPIO

(#) Peripheral's alternate function:?
(++) Connect the pin to the desired peripherals' Alternate?
Function (AF) using GPIO_PinAFConfig() function

3.使用GPIO_PinAFConfig()將引腳復用
(++) Configure the desired pin in alternate function by:

4通過以下方式將引腳配置為復用功能
GPIO_InitStruct->GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF
? ? ? ? (++) Select the type, pull-up/pull-down and output speed via?
GPIO_PuPd, GPIO_OType and GPIO_Speed members
(++) Call GPIO_Init() function

(#) Program the Baud Rate, Word Length , Stop Bit, Parity, Hardware?
flow control and Mode(Receiver/Transmitter) using the USART_Init()
function.

5對串口參數進行配置USART_Init()

(#) For synchronous mode, enable the clock and program the polarity,
phase and last bit using the USART_ClockInit() function.
對于同步模式，這個不用

? ? ? (#) Enable the NVIC and the corresponding interrupt using the function?
USART_ITConfig() if you need to use interrupt mode.?

6打開串口中斷，配置NVIC

(#) When using the DMA mode?
(++) Configure the DMA using DMA_Init() function
(++) Active the needed channel Request using USART_DMACmd() function
DMA的，這個不用? ?

? ? ? (#) Enable the USART using the USART_Cmd() function.

7打開串口USART_Cmd()

8編寫中斷服務函數

(#) Enable the DMA using the DMA_Cmd() function, when using DMA mode.?

-@- Refer to Multi-Processor, LIN, half-duplex, Smartcard, IrDA sub-sections
for more details

5.2代碼整體

實現電腦對單片機數據發送，并顯示。使用單片機USART1串口中斷方式

mian.c函數

usart.c

5.3出現問題

數據接收區一直是問號

通過打開示例工程，將代碼復制進去可以用，知道配置沒有錯，最后找到問題出在HSE時鐘上，單片機實際使用時鐘為8MHZ，但是stm32f4xx.h文件中是25MHZ時鐘需要修改。

5.4代碼解析

? 5.4.1結構體USART_InitTypeDef USART_InitStructure;變量配置

1. USART_BaudRate???????????? 指的是波特率?? ?????????? 常用9600bps? 115200bps
2. USART_WordLength??????? 指的是數據位??????? ?? 常用8bit?? 低位先出

1. USART_StopBits?????????????? 指的是停止位??????? 常用1bit

1. USART_Parity?????????? 指的是校驗位??????? 常用無校驗

1. USART_Mode????????? 指的是串口模式 常用收發模式? USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx

1. USART_HardwareFlowControl??????? 指的是硬件流控制?? 常用無

5.4.2指定USART中斷源，收到數據就發生中斷

編寫中斷服務函數，一般需要提前設置好串口中斷的觸發條件，一般觸發條件都會設置為接收到數據就發生中斷。

ST公司提供了一個函數可以設置串口中斷源，調用USART_ITConfig()函數

一般在中斷服務函數中需要檢測中斷是否發生（檢測中斷狀態）以及清除中斷狀態即可。

5.4.3中斷服務函數

發送數據

接收數據（需要在中斷服務函數中調用該函數來接收數據）

讀取狀態

狀態寄存器

?USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TXE) ;//檢測發送寄存器發完，為空

USART_ClearITPendingBit(USART1,USART_IT_RXNE); //清除中斷標志

6藍牙模塊使用

6.1引腳連接

VCC---5V

Trig---觸發信號輸入(模塊輸入單片機發來的信號)----隨便找個引腳配置輸出模式

Echo---回想信號輸出（模塊輸出單片機輸入）---隨便找個引腳配置輸入模式

GND---GND

6.2超聲波原理

Trig連接的單片機引腳配置輸出模式，輸出一個至少10us的觸發信號；第二部模塊來做，完成后通過IO口輸出一個高電平信號給單片機；高電平信號由與測試距離成正比，通過定時器記錄輸入高電平持續時間，根據公式得出距離。

為了超聲波測距更加準確可以采用溫度補償

6.3超聲波距離計算

通過檢測到的高電平持續的時間，計算實際距離

已知測距精度是3mm，聲速按照340米每秒算

得到3mm，用時9us，只需在每9us計數一次，知道有多少個9us，便知有多少個3mm。得到的往返距離再除以2，得到實際距離。

6.4代碼展示

main.c

.main.h

gpio.c

gpio.h

6.5遇到問題

說實話并沒有實現，將代碼復制到示例工程中實現了。但是我工程沒實現，沒有串口發送數據。

且stm32f4xx.h和system_stm32f4xx.c，中時鐘和鎖相環都改過了。

明天可能繼續往下寫，可能繼續找該問題解決方式