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串口基本认知
串行接口简称串口，也称串行通信接口或串行通讯接口（通常指COM接口），是采用串行通信方式的扩展接口。串行接口（Serial Interface）是指数据一位一位地顺序传送。其特点是通信线路简单，只要一对传输线就可以实现双向通信（可以直接利用电话线作为传输线），从而大大降低了成本，特别适用于远距离通信，但传送速度较慢
特点：是设备间接线通信的一种方式数据一位一位地顺序传送双向通信，全双工传送速度相对较慢
关于电器标准和协议
串行接口按电气标准及协议来分包括RS-232-C、RS-422、RS485等。RS-232-C、RS-422与RS-485
标准只对接口的电气特性做出规定，不涉及接插件、电缆或协议。
RS-232
也称标准串口，最常用的一种[串行通讯接口,比如我们的电脑主机的9针串口 ，最高速率为20kb/s
RS-232是为点对点（即只用一对收、发设备）通讯而设计的，其传送距离最大为约15米。所以RS-232适合本地设备之间的通信
RS-422
由于接收器采用高输入阻抗和发送驱动器比RS232更强的驱动能力，故允许在相同传输线上连接多个接 收节点，最多可接10个节点。即一个主设备（Master），其余为从设备（Slave），从设备之间不能通 信，所以RS-422支持点对多的双向通信。 RS-422的最大传输距离为1219米，最大传输速率为10Mb/s。平衡双绞线的长度与传输速率成反比。
RS-485
是从RS-422基础上发展而来的，无论四线还是二线连接方式总线上可多接到32个设备。
关于串口的电平
异步串行是指UART（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter），通用异步接收/发送。UART包含TTL电平的串口和RS232电平的串口
RS232电平
逻辑1为-3~-15V的电压, 逻辑0为3~15V的电压
笔记本通过RS232电平和单片机通信
TTL电平
TTL
是
Transistor-Transistor Logic
，即晶体管
-
晶体管逻辑的简称，它是计算机处理器控制的设备
内部各部分之间通信的标准技术。
TTL
电平信号应用广泛，是因为其数据表示采用二进制规定，
+5V
等价于逻辑
”1”
，
0V
等价于逻辑
”0”。
数字电路中，由TTL
电子元器件组成电路的电平是个电压范围，规定：
输出高电平
>=2.4V
，输出低电平
<=0.4V
；
输入高电平
>=2.0V
，输入低电平
<=0.8V；
笔记本电脑通过
TTL
电平与单片机通信
TX
发送线（端口）
3.1
RX
接收线
(
端口）
3.0
USB
转
TTL
，使用
ch340
通信
串口接线方式
RXD：数据输入引脚，数据接受
TXD：数据发送引脚，数据发送
相关寄存器的配置以及串口的工作模式
字符 'a' 是如何从单片机上传到PC的？
a 的 ASSII 码是 97 ， 16 进制就是 0x61, 二进制是 01010001 ，这个 8 位就是 数据位串口工作模式1， 一帧数据有 10 位， 起始位0+数据位+停止位1那么a 的一帧数据就是 0 1000 1010 1
双方暗号对上了再发数据，所以有起始位，和停止位的概念
一个字节有8位，比如字母‘a’的ASSII码是十进制97，二进制是 0110 0001 ，一次从地位到高位发送，接收也是
stm32HAL库常用函数介绍
串口发送和接收函数
HAL_UART_Transmit();//串口发送数据，使用超时管理机制
HAL_UART_Receive();//串口接收数据，使用超时管理机制
HAL_UART_Transmit_IT();//串口中断模式发送数据
HAL_UART_Receive_IT();//串口中断模式接收数据
HAL_StatusTypeDef HAL_UART_Transmit(UART_HandleTypeDef *huart,
uint8_t *pData, uint16_t Size, uint32_t Timeout)
作用：以阻塞的方式发送指定字节的数据
形参 1
：
UART_HandleTypeDef
结构体类型指针变量
形参 2
：指向要发送的数据地址
形参 3
：要发送的数据大小，以字节为单位
形参 4
：设置的超时时间，以
ms
单位
HAL_StatusTypeDef HAL_UART_Receive_IT(UART_HandleTypeDef *huart,
uint8_t *pData, uint16_t Size)
作用：以中断的方式接收指定字节的数据
形参 1：
UART_HandleTypeDef
结构体类型指针变量
形参 2：
指向接收数据缓冲区
形参 3：
要接收的数据大小，以字节为单位
此函数执行完后将清除中断，需要再次调用以重新开启中断。
串口中断回调函数
HAL_UART_IRQHandler(UART_HandleTypeDef *huart);
//
串口中断处理函数
HAL_UART_TxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart);
//
发送中断回调函数
HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart);
//
接收中断回调函数
状态标记变量:USART_RX_STA
从
0
开始，串口中断接收到一个数据（一个字节）就自增
1
。当数据读取全部
OK
时候（回车和换行
符号来的时候），那么
USART_RX_STA
的最高位置
1，
表示串口数据接收全部完毕了，然后
main
函数里面可以处理数据了。
串口接收中断流程
串口实验(非中断)
1.
选定串口
2.
选择模式
异步通讯
3.
串口配置
4. 使用MicroLIB库
从魔术棒打开
编程实现
# include <stdio.h># include <string.h>unsigned char ch [ 20 ] = { 0 };int fputc ( int ch , FILE * f ){unsigned char temp [ 1 ] = { ch };HAL_UART_Transmit ( & huart1 , temp , 1 , 0xffff );return ch ;}main 函数里：unsigned char ch [ 20 ] = { 0 };HAL_UART_Transmit ( & huart1 , "hello world\n" , strlen ( "hello world\n" ), 100 );while ( 1 ){HAL_UART_Receive ( & huart1 , ch , 19 , 100 );//HAL_UART_Transmit(&huart1, ch, strlen(ch), 100);printf ( ch );memset ( ch , 0 , strlen ( ch ));}
串口实验(中断)
前4步同上
5.
打开中断
编程实现
# include <stdio.h>// 串口接收缓存（ 1 字节）uint8_t buf = 0 ;// 定义最大接收字节数 200( 可根据需求调整)# define UART1_REC_LEN 200// 接收缓冲 , 串口接收到的数据放在这个数组里，最大 UART1_REC_LEN 个字节uint8_t UART1_RX_Buffer [ UART1_REC_LEN ];// 接收状态// bit15 ， 接收完成标志// bit14 ， 接收到 0x0d// bit13~0 ， 接收到的有效字节数目uint16_t UART1_RX_STA = 0 ;// 接收完成回调函数，收到一个数据后，在这里处理void HAL_UART_RxCpltCallback ( UART_HandleTypeDef * huart ){// 判断中断是由哪个串口触发的 所有触发都调用此函数if ( huart -> Instance == USART1 ){// 判断接收是否完成（UART1_RX_STA bit15 位是否为 1 ）if (( UART1_RX_STA & 0x8000 ) == 0 ){// 如果已经收到了 0x0d （回车），if ( UART1_RX_STA & 0x4000 ){//则接着判断是否收到 0x0a （换行）if ( buf == 0x0a )//如果 0x0a 和 0x0d 都收到，则将 bit15 位置为 1UART1_RX_STA |= 0x8000 ;else// 否则认为接收错误，重新开始UART1_RX_STA = 0 ;}else // 如果没有收到了 0x0d （回车）{//则先判断收到的这个字符是否是 0x0d （回车）if ( buf == 0x0d ){//是的话则将 bit14 位置为1UART1_RX_STA |= 0x4000 ;}else{// 否则将接收到的数据保存在缓存数组里UART1_RX_Buffer [ UART1_RX_STA & 0X3FFF ] = buf ;UART1_RX_STA ++ ; // 如果接收数据大于 UART1_REC_LEN （ 200 字节），则重新开始接收if ( UART1_RX_STA > UART1_REC_LEN - 1 )UART1_RX_STA = 0 ;}}}// 重新开启中断HAL_UART_Receive_IT ( & huart1 , & buf , 1 );}}int fputc ( int ch , FILE * f ){unsigned char temp [ 1 ] = { ch };HAL_UART_Transmit ( & huart1 , temp , 1 , 0xffff );return ch ;}main 函数部分HAL_UART_Receive_IT ( & huart1 , & buf , 1 );while ( 1 ){/* USER CODE END WHILE *//* USER CODE BEGIN 3 *///判断判断串口是否接收完成if ( UART1_RX_STA & 0x8000 ){printf ( " 收到数据： " );// 将收到的数据发送到串口HAL_UART_Transmit ( & huart1 , UART1_RX_Buffer , UART1_RX_STA & 0x3fff , 0xffff );// 等待发送完成while ( huart1 . gState != HAL_UART_STATE_READY );printf ( "\r\n" );// 重新开始下一次接收UART1_RX_STA = 0 ;}printf ( "hello liangxu\r\n" );HAL_Delay ( 1000 );}