一.通信接口
半双工(Half Duplex):数据传输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(Full Duplex):是指在通信过程中,数据可以在两个方向上同时传输的一 种模式。
SCL,SCLK为时钟线,I2C,SPI为同步通信
USART CAN USB无时钟线,为异步通信,需要约定采样频率,并需要加入帧头帧尾,进行采样位置的对齐
USART I2C SPI需要接GND引脚,为单端电平
CAN和USB靠两个差分引脚的电压差传输信号
二.串口通信
三.硬件电路
四.电平标准
五.串口参数及时序
串口空闲状态为高电平,发送的起始位必须为低电平
若发送0x0F,即发送0000 1111,将数据从右到左放在起始位后,放在发送引脚上
校验位分为奇校验和偶校验或者无校验
选择奇校验时,包括校验位内的9个数据会出现奇数个1,如果前8位有偶数个1,则在校验位补1,如果前9位有奇数个1,则在校验位补0
六.USART简介
七.USART框图
八.USART结构图
九.停止位
有1、1.5、2、0.5四种停止位长度
十.输入模式下起始位侦测&数据采样
十一.波特率发生器
串口发送参考代码:
void Serial_Init(void)
{
/*开启时钟*/
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE); //开启USART1的时钟
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE); //开启GPIOA的时钟
/*GPIO初始化*/
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); //将PA9引脚初始化为复用推挽输出
/*USART初始化*/
USART_InitTypeDef USART_InitStructure; //定义结构体变量
USART_InitStructure.USART_BaudRate = 9600; //波特率
USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None; //硬件流控制,不需要
USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Tx; //模式,选择为发送模式
USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No; //奇偶校验,不需要
USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1; //停止位,选择1位
USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b; //字长,选择8位
USART_Init(USART1, &USART_InitStructure); //将结构体变量交给USART_Init,配置USART1
/*USART使能*/
USART_Cmd(USART1, ENABLE); //使能USART1,串口开始运行
}
/**
* 函 数:串口发送一个字节
* 参 数:Byte 要发送的一个字节
* 返 回 值:无
*/
void Serial_SendByte(uint8_t Byte)
{
USART_SendData(USART1, Byte); //将字节数据写入数据寄存器,写入后USART自动生成时序波形
while (USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TXE) == RESET); //等待发送完成
/*下次写入数据寄存器会自动清除发送完成标志位,故此循环后,无需清除标志位*/
}
/**
* 函 数:串口发送一个数组
* 参 数:Array 要发送数组的首地址
* 参 数:Length 要发送数组的长度
* 返 回 值:无
*/
void Serial_SendArray(uint8_t *Array, uint16_t Length)
{
uint16_t i;
for (i = 0; i < Length; i ++) //遍历数组
{
Serial_SendByte(Array[i]); //依次调用Serial_SendByte发送每个字节数据
}
}
/**
* 函 数:串口发送一个字符串
* 参 数:String 要发送字符串的首地址
* 返 回 值:无
*/
void Serial_SendString(char *String)
{
uint8_t i;
for (i = 0; String[i] != '\0'; i ++)//遍历字符数组(字符串),遇到字符串结束标志位后停止
{
Serial_SendByte(String[i]); //依次调用Serial_SendByte发送每个字节数据
}
}
/**
* 函 数:次方函数(内部使用)
* 返 回 值:返回值等于X的Y次方
*/
uint32_t Serial_Pow(uint32_t X, uint32_t Y)
{
uint32_t Result = 1; //设置结果初值为1
while (Y --) //执行Y次
{
Result *= X; //将X累乘到结果
}
return Result;
}
/**
* 函 数:串口发送数字
* 参 数:Number 要发送的数字,范围:0~4294967295
* 参 数:Length 要发送数字的长度,范围:0~10
* 返 回 值:无
*/
void Serial_SendNumber(uint32_t Number, uint8_t Length)
{
uint8_t i;
for (i = 0; i < Length; i ++) //根据数字长度遍历数字的每一位
{
Serial_SendByte(Number / Serial_Pow(10, Length - i - 1) % 10 + '0'); //依次调用Serial_SendByte发送每位数字
}
}
/**
* 函 数:使用printf需要重定向的底层函数
* 参 数:保持原始格式即可,无需变动
* 返 回 值:保持原始格式即可,无需变动
*/
int fputc(int ch, FILE *f)
{
Serial_SendByte(ch); //将printf的底层重定向到自己的发送字节函数
return ch;
}
/**
* 函 数:自己封装的prinf函数
* 参 数:format 格式化字符串
* 参 数:... 可变的参数列表
* 返 回 值:无
*/
void Serial_Printf(char *format, ...)
{
char String[100]; //定义字符数组
va_list arg; //定义可变参数列表数据类型的变量arg
va_start(arg, format); //从format开始,接收参数列表到arg变量
vsprintf(String, format, arg); //使用vsprintf打印格式化字符串和参数列表到字符数组中
va_end(arg); //结束变量arg
Serial_SendString(String); //串口发送字符数组(字符串)
}
串口接收参考代码
uint8_t Serial_RxData; //定义串口接收的数据变量
uint8_t Serial_RxFlag; //定义串口接收的标志位变量
/**
* 函 数:串口初始化
* 参 数:无
* 返 回 值:无
*/
void Serial_Init(void)
{
/*开启时钟*/
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE); //开启USART1的时钟
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE); //开启GPIOA的时钟
/*GPIO初始化*/
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); //将PA9引脚初始化为复用推挽输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); //将PA10引脚初始化为上拉输入
/*USART初始化*/
USART_InitTypeDef USART_InitStructure; //定义结构体变量
USART_InitStructure.USART_BaudRate = 9600; //波特率
USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None; //硬件流控制,不需要
USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Tx | USART_Mode_Rx; //模式,发送模式和接收模式均选择
USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No; //奇偶校验,不需要
USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1; //停止位,选择1位
USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b; //字长,选择8位
USART_Init(USART1, &USART_InitStructure); //将结构体变量交给USART_Init,配置USART1
/*中断输出配置*/
USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE); //开启串口接收数据的中断
/*NVIC中断分组*/
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); //配置NVIC为分组2
/*NVIC配置*/
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure; //定义结构体变量
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn; //选择配置NVIC的USART1线
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //指定NVIC线路使能
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1; //指定NVIC线路的抢占优先级为1
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1; //指定NVIC线路的响应优先级为1
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); //将结构体变量交给NVIC_Init,配置NVIC外设
/*USART使能*/
USART_Cmd(USART1, ENABLE); //使能USART1,串口开始运行
}
/**
* 函 数:串口发送一个字节
* 参 数:Byte 要发送的一个字节
* 返 回 值:无
*/
void Serial_SendByte(uint8_t Byte)
{
USART_SendData(USART1, Byte); //将字节数据写入数据寄存器,写入后USART自动生成时序波形
while (USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TXE) == RESET); //等待发送完成
/*下次写入数据寄存器会自动清除发送完成标志位,故此循环后,无需清除标志位*/
}
/**
* 函 数:串口发送一个数组
* 参 数:Array 要发送数组的首地址
* 参 数:Length 要发送数组的长度
* 返 回 值:无
*/
void Serial_SendArray(uint8_t *Array, uint16_t Length)
{
uint16_t i;
for (i = 0; i < Length; i ++) //遍历数组
{
Serial_SendByte(Array[i]); //依次调用Serial_SendByte发送每个字节数据
}
}
/**
* 函 数:串口发送一个字符串
* 参 数:String 要发送字符串的首地址
* 返 回 值:无
*/
void Serial_SendString(char *String)
{
uint8_t i;
for (i = 0; String[i] != '\0'; i ++)//遍历字符数组(字符串),遇到字符串结束标志位后停止
{
Serial_SendByte(String[i]); //依次调用Serial_SendByte发送每个字节数据
}
}
/**
* 函 数:次方函数(内部使用)
* 返 回 值:返回值等于X的Y次方
*/
uint32_t Serial_Pow(uint32_t X, uint32_t Y)
{
uint32_t Result = 1; //设置结果初值为1
while (Y --) //执行Y次
{
Result *= X; //将X累乘到结果
}
return Result;
}
/**
* 函 数:串口发送数字
* 参 数:Number 要发送的数字,范围:0~4294967295
* 参 数:Length 要发送数字的长度,范围:0~10
* 返 回 值:无
*/
void Serial_SendNumber(uint32_t Number, uint8_t Length)
{
uint8_t i;
for (i = 0; i < Length; i ++) //根据数字长度遍历数字的每一位
{
Serial_SendByte(Number / Serial_Pow(10, Length - i - 1) % 10 + '0'); //依次调用Serial_SendByte发送每位数字
}
}
/**
* 函 数:使用printf需要重定向的底层函数
* 参 数:保持原始格式即可,无需变动
* 返 回 值:保持原始格式即可,无需变动
*/
int fputc(int ch, FILE *f)
{
Serial_SendByte(ch); //将printf的底层重定向到自己的发送字节函数
return ch;
}
/**
* 函 数:自己封装的prinf函数
* 参 数:format 格式化字符串
* 参 数:... 可变的参数列表
* 返 回 值:无
*/
void Serial_Printf(char *format, ...)
{
char String[100]; //定义字符数组
va_list arg; //定义可变参数列表数据类型的变量arg
va_start(arg, format); //从format开始,接收参数列表到arg变量
vsprintf(String, format, arg); //使用vsprintf打印格式化字符串和参数列表到字符数组中
va_end(arg); //结束变量arg
Serial_SendString(String); //串口发送字符数组(字符串)
}
/**
* 函 数:获取串口接收标志位
* 参 数:无
* 返 回 值:串口接收标志位,范围:0~1,接收到数据后,标志位置1,读取后标志位自动清零
*/
uint8_t Serial_GetRxFlag(void)
{
if (Serial_RxFlag == 1) //如果标志位为1
{
Serial_RxFlag = 0;
return 1; //则返回1,并自动清零标志位
}
return 0; //如果标志位为0,则返回0
}
/**
* 函 数:获取串口接收的数据
* 参 数:无
* 返 回 值:接收的数据,范围:0~255
*/
uint8_t Serial_GetRxData(void)
{
return Serial_RxData; //返回接收的数据变量
}
/**
* 函 数:USART1中断函数
* 参 数:无
* 返 回 值:无
* 注意事项:此函数为中断函数,无需调用,中断触发后自动执行
* 函数名为预留的指定名称,可以从启动文件复制
* 请确保函数名正确,不能有任何差异,否则中断函数将不能进入
*/
void USART1_IRQHandler(void)
{
if (USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_RXNE) == SET) //判断是否是USART1的接收事件触发的中断
{
Serial_RxData = USART_ReceiveData(USART1); //读取数据寄存器,存放在接收的数据变量
Serial_RxFlag = 1; //置接收标志位变量为1
USART_ClearITPendingBit(USART1, USART_IT_RXNE); //清除USART1的RXNE标志位
//读取数据寄存器会自动清除此标志位
//如果已经读取了数据寄存器,也可以不执行此代码
}
}
十二.数据模式
十三.HEX数据包
若传输的数据包括包头包尾:
1.限制数据的发送范围
2.限制包长
十四.文本数据包
十五.HEX数据包接收
十六.文本数据包的接收
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