串口通信学习笔记

串口通信协议简介

物理层：规定通讯系统中具有机械、电子功能部分的特性，确保原始数据在物理媒体的传输。其实就是硬件部分。
协议层：协议层主要规定通讯逻辑，统一收发双方的数据打包、解包标准。其实就是软件部分。

物理层

232与TTL区别：
TTL电平是从芯片里出来的0-3.3/5V
RS232 ±15V 1是+15V 0是-15V

1-RS232标准
RS232标准串口通讯结构图：（DB9接口，9根针，用来与另外设备通讯）

注：
1、RS232标准串口主要用于工业设备直接通信（抗干扰强，容错率高，如静电粉尘震动）
2、电平转换芯片一般有MAX3232，SP3232

2-USB转串口（TTL）

USB转串口通讯结构图：

注：
1、USB转串口主要用于设备跟电脑通信
2、电平转换芯片一般有CH340、PL2303、CP2102、FT232
3、使用的时候电脑端需要安装电平转换芯片的驱动

3-原生的串口到串口（TTL—>TTL）

原生的串口到串口通讯结构图：

注：
1、原生的串口通信主要是控制器跟串口的设备或者传感器通信，不需要经过电平转换芯片来转换电平，直接就用TTL电平通信
2、GPS模块、GSM模块、串口转WIFI模块、HC04蓝牙模块

协议层

串口数据包的基本组成

起始位：由1个逻辑 0 的数据位表示
结束位：由 0.5、 1、 1.5 或 2 个逻辑 1 的数据位表示 通常用1个位
有效数据：在起始位后紧接着的就是有效数据，有效数据的长度常被约定为 5、 6、 7 或 8 、9位长
校验位：可选，为的是数据的抗干扰性。
校验方法分为：
1-奇校验(odd)
2-偶校验(even)
3-0校验(space)
4-校验(mark)
5-无校验(noparity)

串口功能框图讲解

引脚

功能：
TX：数据发送
RX：数据接收
SCLK ：时钟，仅同步通信时使用 一般不用
nRTS：请求发送(Request To Send) 很少用
nCTS：允许发送(Clear To Send) 很少用

引脚：

S Synchronous 同步 所以无后三个引脚
注意：当使用串口2345时，需要打开APB1总线时钟
串口2具有重映射功能 可以用PD脚来实现

数据寄存器

USART_DR：9位有效，包含一个发送数据寄存器TDR和一个接收数据寄存器RDR。一个地址对应了两个物理内存。

下面一节查参考手册，中文
有效帧内容及寄存器：
USART_CR1：M：字长，0：8bit，1：9bit
USART_CR2：STOP：停止位，用来设置停止位的位数
USART_CR1：PCE：检验控制使能、PS：校验选择、PEIE：PE使能中断
USART_SR ：PE ：校验错误

控制器

数据收发流程：
USART_CR1：UE：USART使能、TE：发送使能、RE：接受使能
USART_SR：TXE，Transmit data register empty发送数据寄存器为空
USART_CR1：TXEIE 发送数据寄存器为空使能中断
USART_SR：TC，Transmission complete 发送完成
USART_CR1：TCIE 发送完成使能中断
USART_SR：RXNE，Read data register not empty 接收数据寄存器非空
USART_CR1：RXNEIE 接收数据寄存器非空使能中断

波特率

每秒钟要发送多少数据（二进制）
波特率寄存器
USART_BRR：波特率寄存器 分整数和小数部分

波特率计算

USARTDIV：无符号的定点数
Fck：串口的时钟，注 区分APB2(1)和APB1(2345)两条总线