串口
- 串行通信接口：指按位发送和接收的接口
- TXD数据输出
- RXD数据输入
两个设备的TXD和RXD交叉
STM32 USART
- USART:通用同步异步收发器
- UART:通用异步收发器
- USART和UART都可以同时收发，即全双工
- F103有5个串口
串口通信过程
- 接收过程：外部设备 → RX 引脚 → 接收移位寄存器 → RDR → CPU。
- 发送过程：CPU → TDR → 发送移位寄存器 → TX 引脚 → 外部设备。
数据接收过程
外部设备通过 RX 引脚向 STM32 发送串行数据，数据接收流程如下：
- 串行数据输入：外部设备发送数据到 STM32 的 RX 引脚。
- 接收移位寄存器处理：串行数据进入接收移位寄存器，逐位接收并组装为并行数据。
- 接收数据寄存器存储：组装完成的数据被存入接收数据寄存器（RDR），同时设置 RXNE 标志位，通知 CPU 数据已就绪。
- CPU 读取数据：CPU 通过轮询或中断方式检测 RXNE 标志位，并从 RDR 中读取数据。
数据发送过程
STM32 通过 TX 引脚向外部设备发送数据，数据发送流程如下：
- CPU 写入数据：CPU 将要发送的数据写入发送数据寄存器（TDR）。
- 发送移位寄存器处理：TDR 中的数据被传输到发送移位寄存器，转换为串行数据。
- 串行数据输出：发送移位寄存器通过 TX 引脚将串行数据发送到外部设备。
- 发送完成标志：数据发送完成后，设置 TXE 或 TC 标志位，通知 CPU 可以发送下一组数据。
串口通信基础
通信数据包
bash
[起始位] [数据位] [校验位（可选）] [停止位]
- 起始位（Start Bit）：
- 起始位用于标志数据帧的开始。
- 表示通信线路由 高电平（空闲状态） 跳变为 低电平（起始信号）。
- 起始位固定为 1位，逻辑值为 0。
- 数据位（Data Bits）：
- 数据位是实际传输的数据内容。
- 通常可以选择 5、6、7、8 或 9 位（最常见的是 8 位）。
- 数据位的传输顺序为 最低位（LSB）先传输，最高位（MSB）后传输【右到左】。
- 校验位（Parity Bit，Optional）：
- 校验位用于检测数据在传输过程中的错误（可选）。
- 校验方式可以选择：
- 无校验（None）：不使用校验位。
- 偶校验（Even Parity）：数据位中“1”的数量为偶数时校验位为 0，否则为 1。
- 奇校验（Odd Parity）：数据位中“1”的数量为奇数时校验位为 0，否则为 1。
也可以自定义校验，如CRC
- 停止位（Stop Bit）：
- 停止位用于标志数据帧的结束。
- 表示通信线路恢复到 高电平（空闲状态）。
- 停止位可以选择 1 位、1.5 位或 2 位（最常见的是 1 位）。
波特率
概念
波特率（Baud Rate）是指串口通信中每秒传输的符号（bit）数量，单位为“bps”。它表示数据传输的速率。
常见的波特率有以下几种：
标准波特率：9600、19200、38400、57600、115200、230400、460800、921600。 低速波特率：300、1200、2400、4800。 高速波特率：1Mbps、2Mbps 等（通常用于高性能通信）。
当单片机 1 想给单片机 2 发送数据时，比如发送一个 0xE4 这个数据，用二进制形式表示就是 0b11100100，在 UART 通信过程中，是低位先发，高位后发的原则，那么就让 TXD 首先拉低电平，持续一段时间，发送一位 0，然后继续拉低，再持续一段时间，又发送了一 位 0，然后拉高电平，持续一段时间，发了一位 1……一直到把 8 位二进制数字 0b11100100 全部发送完毕。这里就涉及到了一个问题，就是持续的这“一段时间”到底是多久？由此便引入了通信中的一个重要概念——波特率，也叫做比特率。
波特率就是发送二进制数据位的速率，习惯上用 baud 表示，即我们发送一位二进制数据的持续时间=1/baud。在通信之前，单片机 1 和单片机 2 首先都要明确的约定好它们之间的通信波特率，必须保持一致
计算
串口中断
GPIO复用
- 同一个IO只能用于一种复用功能
- 要是有也可以(IO映射)
串口异步通信配置流程
注意
| 场景 | 是否需要 volatile？ | 未添加的典型后果 |
|---|---|---|
| 硬件寄存器访问 | ✅ 需要 | 外设控制失效、数据错误 |
| 中断与主循环共享变量 | ✅ 需要 | 标志位失效、程序逻辑错误 |
| 多线程共享变量 | ✅ 需要 | 数据不一致、竞态条件 |
| 循环等待控制变量 | ✅ 需要 | 死循环、程序卡死 |
| 普通局部变量（无外部修改） | ❌ 不需要 | 无影响 |