串行通信方式有哪些？如何使用串口通信？

串口通信原理
（1）处理器和外界进行通信的两种方式：
1.串行通信：数据按照位顺序依次传输
优点：占用引脚资源少  缺点：传输速度慢


2.并行通信：数据各个位同时传输


优点：传输速度快 缺点：占用引脚资源多


（2）串行通信中按照传输方向有以下情况：
1.单工：数据传输只可以在一个方向上
2.半双工：数据可以双向，但是在同一时间内，数据只可以单向传输
3.全双工：数据可以同时双向传输。要求接受和发送设备都具有独立接受发送的能力


图中传输方式从上往下依次为单工，半双工，全双工






（3）串行通信通信方式：

1.同步通信：传输时需要时钟同步信号，传输速度和时钟信号有关
2.异步通信：传输时没有时钟同步信号，需要通过确定好波特率或者约定好信号时间等来作事先约定以便于识别信号
以下为几种串行通信：





（4）使用UART时候引脚连接方式






具体如下：





（注意：串口通信的电平标准分为TTL和RS232，具体如图：





）
可根据实际情况选择不同的串口，具体的引脚对应如下：





使用串口通信（UART）

（1）需要定义的参数：

1.起始位
2.数据位，共8~9位
3.奇偶校验位，第9位
4.停止位
5.波特率设置





奇偶校验位：分为奇数校验和偶数校验
具体工作方式位：
1.奇数校验：确保数据位加奇偶校验位共九个位中为1的位的个数是奇数：如果数据位有奇数个1，奇偶校验位补0；如果数据位有偶数个校验位，奇偶校验位为1
2.偶数校验：确保数据位加奇偶校验位共九个位中为1的位的个数是偶数：如果数据位有奇数个1，奇偶校验位补1；如果数据位有偶数个1，奇偶校验位为0.

（2）代码部分
1.初始化（FWLIB中要带有stm32f4xx_usart.c）
usart.h


#ifndef __UART_H
#define __UART_H


#include "sys.h"






void My_USART_Init(void);//源文件里面有USART_Init（）函数








#endif


2.usart.c


#include "usart.h"


void My_USART_Init(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
USART_InitTypeDef USART_InitStructure;//一定要写在前边


RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA,ENABLE); //使能A组IO时钟
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1,ENABLE);//使能串口1时钟


GPIO_PinAFConfig(GPIOA,GPIO_PinSource9,GPIO_AF_USART1); //GPIOA9的复用
GPIO_PinAFConfig(GPIOA,GPIO_PinSource10,GPIO_AF_USART1); //GPIOA10的复用


GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9 | GPIO_Pin_10;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;       
GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP; //复用推挽输出
GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;
GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);


USART_InitStructure.USART_BaudRate =115200;//波特率
USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;//数据位长为8位
USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;//停止位为1位
USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;//无奇偶校验位
USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;//无硬件数据流控制
USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;        //收发模式同时有
USART_Init(USART1, &USART_InitStructure);


USART_Cmd(USART1, ENABLE); //串口使能，像串口这样的功能需要有使能函数
USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE);//中断触发的条件


//在主函数中优先级分组为2
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=3;//抢占优先级3
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority =3;//响应优先级3               
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;        //打开中断通道               
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);       
}


在串口通信中，串口有以下状态可用于中断：
















其中，最常用的是RXNE和TC：（以下为从库函数版开发手册找到的）：
RXNE（读数据寄存器非空），当该位被置 1 的时候，就是提示已经有数据被接收到了，并且可以读出来了。这时候我们要做的就是尽快去读取 USART_DR，通过读 USART_DR 可以将该位清零，也可以向该位写 0，直接清除。注意，在库函数里用函数：USART_ReceiveData可以读取DR寄存器。
注，这个函数的本质是：





而在工程中，用一个八位整形来接受：
u8 Res;Res =USART_ReceiveData(USART1);//这里只会把低八位赋给它 这里只接收低八位，不要高八位，因为DR寄存器只有低八位用于存数据，高24位必须复位





TC（发送完成），当该位被置位的时候，表示 USART_DR 内的数据已经被发送完成了。如果设置了这个位的中断，则会产生中断。该位也有两种清零方式：
1）读 USART_SR，写USART_DR。
2）直接向该位写 0。
以下为中断发生时（收到数据）相关协议：


void USART1_IRQHandler(void)                       
{
        u8 Res;


#endif
        if(USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_RXNE) != RESET)  
        {
                Res =USART_ReceiveData(USART1);//(USART1->DR);        //每次接受到八位数据就执行一次
                if((USART_RX_STA&0x8000)==0)//
                {
                        if(USART_RX_STA&0x4000)
                        {
                                if(Res!=0x0a)USART_RX_STA=0;
                                else USART_RX_STA|=0x8000;       
                        }
                        else
                        {       
                                if(Res==0x0d)USART_RX_STA|=0x4000;//第二位置1代表接受到标志0x0d
                                else
                                {
                                        USART_RX_BUF[USART_RX_STA&0X3FFF]=Res ;
                                        USART_RX_STA++;//第三位之后为
                                        if(USART_RX_STA>(USART_REC_LEN-1))USART_RX_STA=0;
                                }                 
                        }
                }                  
  }


}
//该中断函数的作用是把一大串发送的数据从DR寄存器中一个个拉出来到数组中，位数小于200*8，某种程度上来说八位会经常用在串口通信中


主函数在解决完初始化后死循环中代码如图：


if(USART_RX_STA&0x8000)
                {                                          
                        len=USART_RX_STA&0x3fff;
                        printf("rn您发送的消息为rn");
                        for(t=0;t                         {
                                USART_SendData(USART1, USART_RX_BUF[t]);         
                                while(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TC)!=SET);
                        }
                        printf("rnrn");
                        USART_RX_STA=0;//这一部分用于中断结束后的发送工作
                }else
                {
                        times++;
                        if(times%5000==0)
                        {
                                printf("rn串口实验rn");
                                printf("正点原子@ALIENTEKrnrnrn");
                        }
                        if(times%200==0)printf("请输入数据并以回车结束rn");  
                        if(times%30==0)LED0=!LED0;
                        delay_ms(10);   //没有收到数据的提示工作等
                }