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【江科大】STM32：USART串口（理论部分）上

news 2025/12/30 2:54:10

串口

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全双工：可以进行同步通信
单端信号：信号线传输的就是单端信号。（也就是与地线（GND）的电势差）
缺点：防干扰能力差
原因：当信号从A点传输到B点，理想条件是A，B两点的电势差差不多，但是干扰信号会让A，B两点的电势差。导致信号发生变化。电路的性能变差。

串口通信

  • 串口是一种应用十分广泛的通讯接口，串口成本低、容易使用、通
    信线路简单，可实现两个设备的互相通信。
  • 单片机的串口可以使单片机与单片机、单片机与电脑、单片机与各
    式各样的模块互相通信，极大地扩展了单片机的应用范围，增强了
    单片机系统的硬件实力。
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1. 硬件电路

  • 简单双向串口通信有两根通信线（发送端TX和接收端RX)
  • TX与RX要交叉连接
  • 当只需单向的数据传输时，可以只接一根通信线
  • 当电平标准不一致时，需要加电平转换芯片
  • 线路中使用TTL电平
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2. 电平标准

电平标准是数据1和数据0的表达方式，是传输线缆中人为规定的电
压与数据的对应关系，串口常用的电平标准有如下三种：
TTL电平：+3.3V或+5V表示1,0V表示0
RS232电平：-3 ~ -15V表示1，+3 ~ +15V表示0（使用大电器）
RS485电平：两线压差+2 ~ +6V表示1，-2 ~ -6V表示0（差分信号：
抗干扰能力强，可传输上千米)

3.串口参数以及时序

波特率：串口通信的速率双方必须约定好传输速率，接收和发送速率
比特率：每秒传输的比特数，二进制调制1高，0低比特率=波特率
起始位：标志一个数据帧的开始，固定为低电平
数据位：数据帧的有效载荷，1为高电平，0为低电平，低位先行00001111
校验位：用于数据验证，根据数据位计算得来
停止位：用于数据帧间隔，固定为高电平，为下一个开始做准备
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4.串口时序

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串口外设简介

  • USART (Universal Synchronous/Asynchronous Receiver/Transmitter)
    通用同步/异步收发器。
  • USART:是STM32内部集成的硬件外设，可根据数据寄存器的一个字节数据自动生成数据帧时序，从TX引脚发送出去，也可自动接收RX引脚的数据帧时序，拼接为一个字节数据，存放在数据寄存器里。
  • 自带波特率发生器，最高达4.5 bits/s(其实就是分频器，得到想要想要波特率)(9600)
  • 可配置数据位长度(8/9)、停止位长度(0.5/1/1.5/2)：决定帧的间隔。
  • 可选校验位（无校验/奇校验/偶校验
  • 支持同步模式、硬件流控制：控制当V发送>V接收，导致数据覆盖
    防止数据丢失（准备好高电平，没有置为低电平）、DMA、智能卡、IrDA（红外接收管)、LN
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外设框图

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USART的基本结构

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数据帧

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起始位侦测

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数据采样

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波特率发生器

发送器和接收器的波特率由波特率寄存器BRR里的DIV确定

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CH340原理图

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