文章目录

设计需求
一、基础知识
- 串行/并行
- 全双工/半双工/单工
- 同步和异步
- 通信速率
- 电平标准
硬件设计
IDE设计
- MX设置
- 代码设计
- 实验现象

设计需求

使用串口打印调式信息

一、基础知识

在嵌入式中，通信将主控芯片与传感器、存储芯片、外围控制芯片等连接起来，使得功能不再受限于主控本身。主控既从其他设备获取信息，也将自己的信息传递给其他设备。如果通信没处理好，将直接影响整个系统的功能，由此可见通信技术的重要性。
常见的通信协议有**UART，I^2C，1-Wire**等。这里先简单介绍一些通信的基本概念

串行/并行

按照数据传输的方式，通信可以分为串行通信和并行通信。串行通信简单的说就是数据一次传输。并行就是几个数据一起传输。如下图

由此可见，串行传输占用的通信线更少，成本低，通信速度相对较慢；并行传输占用通信线多，成本高，通信速度相对较快。但是随着对速度要求越来越高，并行传输开始出现信号之间的干扰，串行通信受干扰影响较小，之后又发展了差分传输等技术，极大提高了串行传输速率，使得串行通信速度可能比并行速度更快。
并行因为各通信线相隔较近，传输速率过快，随之相互干扰也就越强。

全双工/半双工/单工

按照数据的传输方向，通信又可以分为全双工、半双工、单工。全双工指双方都可以同时收发信息；半双工双方都可以收发信息，但是同一时刻只能一方发送信息；单工指的就是一方只能发信息，另一方只能接收信息。

例子：全双工：电话半双工：对讲机单工：电报机

同步和异步

按数据同步的方式，通信可以分为同步通信，异步通信。数据在双方之间传输时，需要指定规则保证数据传输的准确。

同步通信：在数据传输双方，加一个时钟信号，发送方和接收方在这个时钟的节拍下传输数据，比如常见的SPI，I^2C。

异步通信：对数据进行封装，在数据开头加上起始信号，在数据结尾加上终止信号，双方就按照这个规则传输数据，比如UART，1-wire。

因此完全可以看是否有时钟信号，来判断是同步传输还是异步传输。

通信速率

对于同步通信，通信速率由时钟信号决定，时钟越快，传输速度就越快。

对于异步通信，需要收发双方统一通信速率，这也就是我们进行串口调试时，波特率不对显示乱码的原因。

时钟对于通信的重要性例子：假设发送端时钟频率为1MHz，对应时钟周期则为1us，接收端时钟频率为10MHz，对应时钟频率就是0.1us。现在发送端发送一个数据0x1，就会产生持续时间为1us高电平，接收端接收到这个1us的高电平，会当作10个0.1us的高电平，认为收到了10个0x1.这时数据就乱套了，因此需要一个统一的时钟标准。

电平标准

说到串口，经常提到TTL，RS422、RS232，RS485，简单的说，就是为了适应不同的环境条件，使用了不同的电平标准。假如微处理器和板载的蓝牙透传模块通信时，一般使用的就是TTL电平，引脚直接连接即可。假如微处理器在工业现场，需要连接一个几十米外的装置，则应该考虑将TTL电平转换为RS232、RS485，RS422。

常见通信接口标准

硬件设计

UART4_RX(PA11)和UART4_TX（PA12）经过缓冲器（U5）接到了串口转USB芯片（U6），得到USB信号通过Type-C（J5）连接到电脑。

正常开发时，UART4默认用于A7的Linux信息输出，因此用户只能将UART8分配给M4，用于M4外接模块或则外接TTL转USB设备。但是这次实验就先用UART4.

IDE设计

MX设置

为了串口能够打印float类型

代码设计

主函数

实验现象

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