高等学校处网站建设总结,初中做语文综合题的网站,wordpress 左右轮播 插件,做招商类型的网站#x1f64c;秋名山码民的主页 #x1f602;oi退役选手#xff0c;Java、大数据、单片机、IoT均有所涉猎#xff0c;热爱技术#xff0c;技术无罪 #x1f389;欢迎关注#x1f50e;点赞#x1f44d;收藏⭐️留言#x1f4dd; 获取源码#xff0c;添加WX 目录 前言一… 秋名山码民的主页 oi退役选手Java、大数据、单片机、IoT均有所涉猎热爱技术技术无罪 欢迎关注点赞收藏⭐️留言 获取源码添加WX 目录 前言一、简介二、帧格式三、硬件连接四、工作模式五、使用流程最后 前言 首先明确一个概念关于MCU中通信总线和通信协议通信总线是一种用于连接各种外设和模块的物理接口它可以传输数据和控制信息。通信协议则是指在通信总线上传输数据时所遵循的规则和约定以确保不同设备之间能够正确地交换信息我们也可以把他叫做通信总线协议。 系列文章主要讲解以下几个总线协议读者可以按需选择 UART和USARTRS232、RS485总线IIC总线SPI总线CAN总线USB总线 一、简介 UARTUniversal Asynchronous Receiver/Transmitter通用异步收发器。 USARTUniversal Synchronous/Asynchronous Receiver/Transmitter通用同步/异步串行接收/发送器。 UART是一种通用的异步串行通信协议它使用起始位、数据位、校验位和停止位来传输数据。在UART通信中数据的传输是通过固定的波特率进行的发送和接收端需要事先约定好波特率、数据位、校验位和停止位等参数。UART通常用于连接微控制器、传感器、外围设备等并且在计算机系统中也广泛应用于串口通信。 USART是一种更为复杂的串行通信协议它同时支持同步和异步的数据传输方式。与UART不同的是USART可以选择同步或者异步模式进行通信并且提供了更多的控制选项比如硬件流控制、双向通信等。USART通常用于对数据传输速度要求较高、需要双向通信或者需要更灵活控制的场景。 二、帧格式 UART 起始位Start Bit起始位指示数据帧的开始。它始终是逻辑低电平并且标志着数据的传输即将开始。 数据位Data Bits数据位是实际的数据传输部分。它表示要传输的数据可以是5位、6位、7位或8位取决于所选择的数据位长度。 校验位Parity Bit校验位是可选的用于检测传输过程中的错误。常见的校验方式包括奇校验、偶校验或者不使用校验。校验位的选择取决于通信双方事先约定好的校验规则。 停止位Stop Bit停止位标志着数据帧的结束。它始终是逻辑高电平用于告知接收端该数据帧已经传输完成。 发送过程中发送方和接收方的波特率需要保持一致为了减少累计的误差最多发送1个字节也就是发送的数据位最多为8位。 USART支持同步模式因此USART 需要同步始终信号USART_CK一般在单片机里面同步信号很少使用所以USART和UART使用方式是一样的都使用异步模式。 三、硬件连接 USART和UART在硬件连接上有一些差别主要是因为USART支持同步通信而UART不支持。下面是它们的硬件连接方式 UART的硬件连接 UART通常使用三根线进行连接TX发送端、RX接收端和地线GND。发送端的TX线连接到接收端的RX线接收端的TX线连接到发送端的RX线。此外两端的地线需要连接在一起以确保信号的参考电位相同。在单片机或者嵌入式系统中UART通常通过芯片上的引脚来连接例如MCU的TX引脚连接到外部设备的RX引脚MCU的RX引脚连接到外部设备的TX引脚。 USART的硬件连接 USART的连接方式与UART类似但是在同步模式下还需要连接一个时钟线CLK。因此USART在同步模式下通常使用四根线进行连接TX、RX、CLK和GND。在使用USART进行同步通信时发送端和接收端需要共享一个时钟信号因此需要额外的时钟线来进行连接。 总的来说UART和USART在硬件连接上的主要区别在于是否需要连接时钟线。 四、工作模式 单工模式Simplex Communication的数据传输是单向的。通信双方中一方固定为发送端一方则固定为接收端。信息只能沿一个方向传输使用一根传输线。半双工模式Half Duplex通信使用同一根传输线既可以发送数据又可以接收数据但不能同时进行发送和接收。数据传输允许数据在两个方向上传输但是在任何时刻只能由其中的一方发送数据另一方接收数据。因此半双工模式既可以使用一条数据线也可以使用两条数据线。半双工通信中每端需有一个收发切换电子开关通过切换来决定数据向哪个方向传输。因为有切换所以会产生时间延迟信息传输效率低些。全双工模式Full Duplex通信允许数据同时在两个方向上传输。因此全双工通信是两个单工通信方式的结合它要求发送设备和接收设备都有独立的接收和发送能力。在全双工模式中每一端都有发送器和接收器有两条传输线信息传输效率高。 显然在其它参数都一样的情况下全双工比半双工传输速度要快效率要高。 五、使用流程 初始化首先需要初始化UART模块包括设置波特率Baud Rate、数据位长度、校验位和停止位等参数。这些参数需要与通信的对端设备相匹配以确保正常的数据传输。 发送数据要发送数据首先将要发送的数据写入到UART发送缓冲区。通过编程方式将数据写入发送缓冲区后UART模块会自动将数据发送出去。在发送数据之前需要检查发送缓冲区是否为空以确保可以安全地写入新的数据。 接收数据接收数据时需要检查接收缓冲区中是否有新的数据可供读取。如果接收缓冲区中有数据可读可以通过编程方式读取数据并进行处理。 错误处理在UART通信过程中可能会发生一些错误比如校验错误或者帧错误。在接收数据时需要及时检查错误标志位以便进行相应的错误处理和恢复。 中断处理为了提高系统的响应速度和效率通常会使用UART中断来处理接收和发送数据。在使用中断的情况下需要编写相应的中断服务程序ISR以处理接收到的新数据或者发送缓冲区为空的情况。 关闭和清理在程序结束或者不再需要使用UART时需要关闭UART模块并进行相应的资源清理工作以释放相关的资源和关闭相应的中断。 具体示例MCU为STM32F103 #include bsp_usart.h/*** brief 配置嵌套向量中断控制器NVIC* param 无* retval 无*/ static void NVIC_Configuration(void) {NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;/* 嵌套向量中断控制器组选择 */NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);/* 配置USART为中断源 */NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel DEBUG_USART_IRQ;/* 抢断优先级*/NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority 1;/* 子优先级 */NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority 1;/* 使能中断 */NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd ENABLE;/* 初始化配置NVIC */NVIC_Init(NVIC_InitStructure); }/*** brief USART GPIO 配置,工作参数配置* param 无* retval 无*/ void USART_Config(void) {GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;USART_InitTypeDef USART_InitStructure;// 打开串口GPIO的时钟DEBUG_USART_GPIO_APBxClkCmd(DEBUG_USART_GPIO_CLK, ENABLE);// 打开串口外设的时钟DEBUG_USART_APBxClkCmd(DEBUG_USART_CLK, ENABLE);// 将USART Tx的GPIO配置为推挽复用模式GPIO_InitStructure.GPIO_Pin DEBUG_USART_TX_GPIO_PIN;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode GPIO_Mode_AF_PP;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(DEBUG_USART_TX_GPIO_PORT, GPIO_InitStructure);// 将USART Rx的GPIO配置为浮空输入模式GPIO_InitStructure.GPIO_Pin DEBUG_USART_RX_GPIO_PIN;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode GPIO_Mode_IN_FLOATING;GPIO_Init(DEBUG_USART_RX_GPIO_PORT, GPIO_InitStructure);// 配置串口的工作参数// 配置波特率USART_InitStructure.USART_BaudRate DEBUG_USART_BAUDRATE;// 配置 针数据字长USART_InitStructure.USART_WordLength USART_WordLength_8b;// 配置停止位USART_InitStructure.USART_StopBits USART_StopBits_1;// 配置校验位USART_InitStructure.USART_Parity USART_Parity_No ;// 配置硬件流控制USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl USART_HardwareFlowControl_None;// 配置工作模式收发一起USART_InitStructure.USART_Mode USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;// 完成串口的初始化配置USART_Init(DEBUG_USARTx, USART_InitStructure);// 串口中断优先级配置NVIC_Configuration();// 使能串口接收中断USART_ITConfig(DEBUG_USARTx, USART_IT_RXNE, ENABLE); // 使能串口USART_Cmd(DEBUG_USARTx, ENABLE); // 清除发送完成标志//USART_ClearFlag(USART1, USART_FLAG_TC); }/***************** 发送一个字符 **********************/ void Usart_SendByte( USART_TypeDef * pUSARTx, uint8_t ch) {/* 发送一个字节数据到USART */USART_SendData(pUSARTx,ch);/* 等待发送数据寄存器为空 */while (USART_GetFlagStatus(pUSARTx, USART_FLAG_TXE) RESET); }/***************** 发送字符串 **********************/ void Usart_SendString( USART_TypeDef * pUSARTx, char *str) {unsigned int k0;do {Usart_SendByte( pUSARTx, *(str k) );k;} while(*(str k)!\0);/* 等待发送完成 */while(USART_GetFlagStatus(pUSARTx,USART_FLAG_TC)RESET){} }/***************** 发送一个16位数 **********************/ void Usart_SendHalfWord( USART_TypeDef * pUSARTx, uint16_t ch) {uint8_t temp_h, temp_l;/* 取出高八位 */temp_h (ch0XFF00)8;/* 取出低八位 */temp_l ch0XFF;/* 发送高八位 */USART_SendData(pUSARTx,temp_h); while (USART_GetFlagStatus(pUSARTx, USART_FLAG_TXE) RESET);/* 发送低八位 */USART_SendData(pUSARTx,temp_l); while (USART_GetFlagStatus(pUSARTx, USART_FLAG_TXE) RESET); }///重定向c库函数printf到串口重定向后可使用printf函数 int fputc(int ch, FILE *f) {/* 发送一个字节数据到串口 */USART_SendData(DEBUG_USARTx, (uint8_t) ch);/* 等待发送完毕 */while (USART_GetFlagStatus(DEBUG_USARTx, USART_FLAG_TXE) RESET); return (ch); }///重定向c库函数scanf到串口重写向后可使用scanf、getchar等函数 int fgetc(FILE *f) {/* 等待串口输入数据 */while (USART_GetFlagStatus(DEBUG_USARTx, USART_FLAG_RXNE) RESET);return (int)USART_ReceiveData(DEBUG_USARTx); }最后 如果本文对你有所帮助还请三连支持一下博主