浅析串口Uart的理解
一、什么是串口？
简单的说就是一个通讯方式，MCU与MCU通过串口通信可以实现数据的传输，MCU跟电脑通过串口通信可以实现打印调试。
二、连接方式
TxD代表串口的输出口，RxD代表串口的接收口
当两个MCU通过串口相连时，芯片1的TxD输出，芯片2的RxD接收数据，故芯片1的TxD引脚接芯片2的RxD。同理，芯片1的RxD接芯片2的TxD。串口之间采用的是TTL通信，所以直接连上就好了。
当MUC串口跟电脑连接时，连接方式也是一样交叉连接，TxD连另外设备的RxD。但是一般电脑留出给用户的接口是封装了，采用的是RS232接口。而RS232一般为9针，且所采用的电平方式是RS232电平。两者需要通信就需要进行电平的转换。
芯片串口和rs232的电平标准是不一样的：
- 单片机的电平标准（TTL电平）：+5V表示1，0V表示0；
- Rs232的电平标准：+15/+13 V表示0，-15/-13表示1。
现在市面上有很常见的USB转串口的，自带TTL电平转换电路，所以一边只需插电脑，一边交叉连接RX,TX，接VCC和GND就好了。
三、串口的功能框图
上面的图，抽象成4个模块。
1.接口引脚（输入输出的接口）；
2.串口通信时读写操作的寄存模块（数据流经（存储）的过程）；
3.发送接收控制器的模块（根据定好的协议，波特率和寄存器状态来控制数据寄存器的操作）；
4.波特率发生器模块（产生时钟，提供给控制器来控制发送和接收）；
四个模块，各司其职。
接收数据，读数据大致过程：
数据从RX接口传过来，经过IrDA SIR编解码模块（串行红外协议，串口可以连接红外发生器，要使能红外模式才有用），当控制器使能接收，就开始去在RX线上搜索起始位。找到后把数据放进接收移位寄存器。接收完成后，将接收移位寄存器上的数据传送给接收数据寄存器，最后通过总线传给MCU。
（接收过程都在接收控制器掌握之中）
写数据，发送数据大致过程：
MCU通过总线下发指令写数据到发送数据寄存器，当写完后，将发送数寄存器上的值一位一位的传给发送移位寄存器 。当控制器使能发送后，把数据通过Tx发送出去。
（发送过程在发送控制器掌握之中）
四、通信的协议
现在已经知道数据是通过TX发送，通过RX接收，那么数据的格式又是怎样的呢？
（1）起始位：当未有数据传送时，会一直处于逻辑‘1’。当发送逻辑‘0’时代表开始传送数据；
（2）数据位：紧接着起始位的是数据位，在stm32上数据位的个数可以有8位或9位来构成字符，根据控制寄存器USART_CR1的bit12（M位）来选择。数据位通常采用ASCII码，从最低位开始传送，靠时钟定位。
（3）奇偶检验位：校验方法有奇校验(odd)、偶校验(even)、0 校验(space)、1 校验(mark)以及无校验(noparity)。
奇校验：要求有效数据和校验位中“1”的个数为奇数 ；
偶校验：与奇校验要求刚好相反，要求帧数据和校验位中“1”的个数为偶数 ；
0/1校验：不管有效数据中的内容是什么，校验位总为0或者1。
（4）停止位：它是一个数据结束的标志，其为一个高电平逻辑‘1’。而逻辑‘1’持续的时间不固定，可以是1位，1.5位。2位的高电平。可以选择停止位的时长，原因是为了有更好的容错性。每个设备都有各自的时钟，而时钟之间难免就会有差异不同步，而前面数据位都是固定时长的，停止位不只是代表传输的结束，也提供计算机校正时钟的机会。停止位的位数越多，对时钟同步的差异有更好的容错性，但不好的是整体传输的速度就会变慢了。
五、补充
1.知道了串口的原理，其实是可以用普通的IO口去模拟串口来实现通信的。相对于直接使用串口硬件电路，
好处是：节省成本（毕竟少了一个硬件电路）；IO较多时可以使用IO模拟串口而不需要再加一个硬件电路来实现串口通信；
但缺点是：会占用CPU的资源。使用IO模拟串口时，CPU需要根据预设的时钟定时往IO口输出高低电平模拟串口发送的数据帧。而串口硬件电路只需CPU去寄存器读数据即可，而移位和数据传输操作可由硬件电路自动实现，更多释放CPU的性能；
参考链接：https://blog.csdn.net/qq_38410730/article/details/79887200
https://www.cnblogs.com/ChurF-Lin/p/10793111.html