【笔记】串口通信基础

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什么时串口？

串行接口简称串口，也称串行通信接口或串行通讯接口（通常指COM接口），是采用串行通信方式的扩展接口。串行接口(Serial Interface) 是指数据一位一位地顺序传送，其特点是通信线路简单，只要一对传输线就可以实现双向通信（可以直接利用电话线作为传输线），从而大大降低了成本，特别适用于远距离通信，但传送速度较慢。

顺便回顾下其他常见接口：VGA接口、USB、HDMI接口。

VGA(Video Graphics Array)是IBM在1987年随PS/2机一起推出的一种视频传输标准，具有分辨率高、显示速率快、颜色丰富等优点，在彩色显示器领域得到了广泛的应用。不支持热插拔，不支持音频传输。

通用串行总线（英语：Universal Serial Bus，缩写：USB）是连接计算机系统与外部设备的一种串口总线标准，也是一种输入输出接口的技术规范，被广泛地应用于个人电脑和移动设备等信息通讯产品，并扩展至摄影器材、数字电视（机顶盒）、游戏机等其它相关领域。

高清多媒体接口（High Definition Multimedia Interface，HDMI [1]  ）是一种全数字化视频和声音发送接口，可以发送未压缩的音频及视频信号。

处理与外部设备通信的两种方式

并行通信

1. 传输原理：数据各个未同时传输；
2. 优点：速度快；
3. 缺点：占用引脚资源多

串行通信

1. 传输原理：数据按位顺序传输；
2. 优点：占用引脚资源少；
3. 缺点：速度慢；

串行通信按照数据传送方向分为:单工、半双工、全双工

单工：数据传输只支持在一个方向上传输；

半双工：允许数据在两个方向上传输，但是在某个时刻，只允许数据在一个方向上传输，它实际是一种切换方向的单共通信；

串行通信的通信方式

同步通信：带时钟同步信号传输。如：SPI、IIC通新接口；

异步通信：不带时钟同步信号。如：UART（通用异步收发器），单总线；

常见串行通信接口：

通信标准	引脚说明	通信方式	通信方向
UART (通用异步收发器)	TXD:发送端 RXD:接受端 GND:公共地	异步通信	全双工
单总线 （1-wire)	DQ:发送/接受端	异步通信	半双工
SPI	SCK:同步时钟 MISO:主机输入，从机输出 MOSI:主机输出，从机输入	同步通信	全双工
I2C	SCL:同步时钟 SDA:数据输入/输出端	同步通信	半双工

STM32的串口通信接口

• UART：通用异步收发器
• USART：通用同步异步收发器

UART异步通信方式引脚连接方式

• －RXD：数据输入引脚。数据接受。
• －TXD：数据发送引脚，数据发送。

引脚连接

串口号	RXD	TXD
1	PA10	PA9
2	PA3	PA2
3	PB11	PB10
4	PC11	PC10
5	PD2	PC12

 

UART异步通信方式特点

1. 全双工异步通信
2. 分数波特率发生器系统，提供精确的比特率。发送和接收共用的编程波特率，最高可达４．５Ｍｂｉｔｓ／ｓ
3. 可编程的数据字长度（８位或者９位）；
4. 可配置的停止位（支持１或者２位停止位）；
5. 可配置的使用ＤＭＡ多缓冲器通信；
6. 单独的发送和接收器使能位；
7. 检测标志：接收缓冲器、发送缓冲器空、传输结束标志
8. 多带标志的中断源，触发中断
9. 其他：校验控制，四个错误检测标志；

串口通信过程

数据接收过程

数据发送过程

串口异步通信需要定义的参数

起始位、数据位（８位或者９位）、奇偶校验位（第９位）、停止位（１，１５，２位）、波特率设置