EBU5476 Microprocessor System Design 知识点总结_6 Serial Communication

Serial Communication

串口通信，一种发送消息的通信方式。

串，指的是发数据的方式：一位一位串行发，并行是可能有多路通道，每路同时发一个数据，多路同时到达。

串口通信有单工 Simplex，半双工 Half Duplex，全双工 Full Duplex。

两种传输方式：同步 Synchronous，共用一个时钟；异步 Asynchronous，有各自的时钟。

同步很简单，发送方接收方比如都规定时钟信号下降沿收发。

异步：需要通过异步通讯协议 Asynchronous Comm. Protocol 来协调。

1位起始位标志开始传输，7/8/9位数据位，1位可选奇偶校验位，1位停止位。

RT两方需要有相同的波特率。

当然这只是最简单的串口通信因为只有双方。如果更多方通信我们需要校验地址来判断是哪个发给哪个；数据需要更复杂的校验方式。

异步通信不需要同步时钟之类电路，开销小，但是开发起来难度大一些因为需要起始结束位啥的。

RS232

异步通信，Reversed Polarity 标准电压（-3_-15是1,315是0.还有一些其他标准比如TTL是+5为1，-5为0.）

发送数据有两种类型，ascii码和二进制，都得转化为二进制传输。

uart

针对stm32f401.

全双工异步串口。

为了处理RT缓冲数据（因为发收数据需要时间）我们可以通过缓冲区数组，头指针表示已经发到的位置，尾指针表示要发的数据的结尾。增加新数据，尾指针++；发一个数据，头指针++直到碰到尾。

原来发送方一直是发高电平，start frame 起始帧是1帧低电平来表示开始发数据了。

如何判断是1帧低电平？通过在这一帧里多次采样判断是不是真的是一帧低电平。

为什么多次采样？因为异步两个信号有一定的偏移，多次采样准，能确定是不是真的一整帧都低电平。

采样是有一定采样率的，不是说真的能像模拟信号一样一直采。

采样率 oversampling=16: 这个是最大可以达到的采样频率而不是真的一帧采了16次。

接收方首先第一次检测到0位，开始怀疑：有可能是串口有消息。这是start frame的第一次采样。

然后每隔一帧检测一次，3 5 7检测3次，如果2个都是0，说明确实有可能。

然后连着检测8910，如果还是2个0，说明确实是start frame。

8采样率因为采样间隔长了，更容易碰到左右边界的高电平，所以容错率低。但是速度更快。

计算

波特率计算：

$T_x/R_x(baud)=\frac{f_{PCLK}}{8\ast (2-OVER8)\ast USARTDIV}$

OVER8是过采样率，fPCLK是时钟频率。

USARTDIV是一个浮点数

USARTDIV浮点数怎么存储？通过算法转化为十六进制。

小数部分用一个16进制位表示，比如例1是C也就是12，转换后即为12/16也就是0.75.

例2转换为一位16进制，就是0.62*16约等于10也就是A。

整数部分直接转换十六进制即可，例2的25转为19，例1的27转为1B。

然后整数小数部分拼接起来（最多3个整数位，1个小数位，32位寄存器）。