一、基本概念

串行通信（Serial communication）是指在计算机总线或其他数据通道上，每次传输一个位元数据，并连续进行以上单次过程的通信方式。
与之对应的是并行通信，它在串行端口上通过一次同时传输若干位元数据的方式进行通信。
应用：长距离通信，大多数计算机网络

1：异步串行通信

异步串行通信所传输的数据格式（也称为串行帧）由1个起始位、7~9个数据位、1～2个停止位（含1.5个停止位）和1个校验位组成。起始位约定为0，空闲位约定为1。在异步通信方式中，接收器和发送器有各自的时钟，它们的工作是非同步的。
在这里插入图片描述

2：同步串行通信

同步串行通信中，发送器和接收器由同一个时钟源控制。
在这里插入图片描述

3：波特率及时钟频率

注意：

同步通信中数据传输的波特率即为同步时钟频率。
在异步通信中，时钟频率可为波特率的整数倍。

4：串行通信的校验

异步通信时可能会出现帧格式错、超时错等传输错误。在具有串行接口单片机的开发中，应考虑在通信过程中对数据差错进行校验，因为差错校验是保证准确无误通信的关键。

5：数据通信的传输方式

常用于数据通信的传输方式有单工、半双工、全双工方式。单工通信是指消息只能单方向传输的工作方式，例如遥控、遥测。半双工通信是指数据可以在一个信号载体的两个方向上传输，但是不能同时传输。全双工通信允许数据在两个方向上同时传输，它在能力上相当于两个单工通信方式的结合。

二、通用同步异步收发器(USART)

提供一种灵活的方法与使用工业标准NRZ异步串行数据格式的外部设备之间进行全双工数据交换。USART利用分数波特率发送器提供宽范围的波特率选择。
在这里插入图片描述 RX：接收数据串行输入

通过采样技术来区别数据和噪音，从而恢复数据

TX：发送数据输出

当发送器被禁止时，输出引脚恢复到它的I/O端口配置，当发送器被激活，并且它不发送数据时，TX引脚处于高电平
在单线和智能卡模式里，此I/O口被同时用于数据的发送和接收。

1：I/O口说明

STM32f103芯片有三组USART模块: USART1，USART2，USART3。

在基本异步串行通信过程中，只需要TX和RX这两个引脚便可以完成。
在通信需要硬件流控制模式时，此时还需要CTS和RTS两个引脚，这两个管脚都低电平有效。
nCTS: 清除发送，若是高电平，在当前数据传输结束时阻断下一次的数据发送。
nRTS: 发送请求，若是低电平，表明USART准备好接收数据。\
CK引脚是在为同步串行通信模式时，提供外部时钟，由于USART常用来作为异步通信，因此此引脚用的较少。

引脚之间是可以复用的，如果USART1的I/O口PA9被用掉了，那么它还可以使用PB6。

2：时钟管理

为了使能USART模块的工作时钟，需要使能串口以及对应引脚的时钟，例如使能USART1异步基本串行通信模式（即串行通信只用TX和RX接口），时钟配置如下：
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1|RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);
其中RCC_APB2Periph_是每个参数都需要有的前缀，后面是相应的芯片或者引脚。

扫描二维码关注公众号，回复： 10422493 查看本文章

3：中断源

在stm32f10x.h文件中，有关USART的中断号被设置为：USART1_IRQn，USART2_IRQn，USART3_IRQn。

在这里插入图片描述

USART模块对应中断函数，void USART1_IRQHandler(void)，void USART2_IRQHandler(void)和void USART3_IRQHandler(void)，这些函数的名称不能够改变，已经在startup_stm32f10x_md.s启动文件中做了指定。

3：USART帧格式

STM32帧格式，字长可以为8位或9位。在起始位期间，TX引脚处于低电平；在停止位期间，TX引脚处于高电平。完全由1组成的帧称为空闲帧；完全由0组成的帧称为断开帧。
在这里插入图片描述
USART支持多种停止位的配置：0.5、1、1.5和2个停止位。 1）1个停止位，停止位位数的默认值；2）2个停止位，可用于常规USART模式、单线模式以及调制解调器模式；3）0.5个停止位：在智能卡模式下接收数据时使用；4）1.5个停止位：在智能卡模式下发送和接收数据时使用。
在这里插入图片描述