文章目录

前言
一、串口协议和RS-232、485标准
- 1.串口通信协议的概念
- 2.常用协议
- - 2.1 RS-232
  - 2.2 RS-485
- 3.RS232、485电平与TTL电平的区别
二、STM32的USART串口通讯程序
- 1.USART介绍
- 2.操作连线
- 3. STM32CubeMX配置环境
- 4.串口代码
- 5.烧录
- 6.串口通讯
三、串口发送波形分析

前言

实验环境及仪器

1、stm32核心板103f一块
2、usb转串口一块
3、面包板一块，导线若干
4、Keil5
5、STM32CubeMx
6.野火多功能调试助手
7.mcuisp

一、串口协议和RS-232、485标准

1.串口通信协议的概念

串口在嵌入式系统当中是一类重要的数据通信接口，其本质功能是作为 CPU 和串行设备间的编码转换器。
当数据从 CPU 经过串行端口发送出去时，字节数据转换为串行的位；在接收数据时，串行的位被转换为字节数据。
应用程序要使用串口进行通信，必须在使用之前向操作系统提出资源申请要求（打开串口），通信完成后必须释放资源（关闭串口）。典型地，串口用于 ASCII 码字符的传输。
通信使用3根线完成：（1）地线，（2）发送数据线，（3）接收数据线。串口通信最重要的参数是波特率、数据位、停止位和奇偶校验。
对于两个进行通行的端口，这些参数必须匹配：波特率是一个衡量通信速度的参数，它表示每秒钟传送的 bit 的个数；数据位是衡量通信中实际数据位的参数，当计算机发送一个信息包，标准的值是 5，7 和 8 位。
奇偶校验位是串口通信中一种简单的检错方式，有四种检错方式——偶、奇、高和低，也可以没有校验位。

2.常用协议

2.1 RS-232

RS-232（ANSI/EIA-232标准）是IBM-PC及其兼容机上的串行连接标准。可用于许多用途，比如连接鼠标、打印机或者Modem，同时也可以接工业仪器仪表。用于驱动和连线的改进，实际应用中RS-232的传输长度或者速度常常超过标准的值。RS-232只限于PC串口和设备间点对点的通信。RS-232串口通信最远距离是50英尺。

从计算机串口截面图。RS-232针脚的功能：
数据：

TXD（pin 3）：串口数据输出(Transmit Data)
RXD（pin 2）：串口数据输入(Receive Data)
握手：
RTS（pin 7）：发送数据请求(Request to Send)
CTS（pin 8）：清除发送(Clear to Send)
DSR（pin 6）：数据发送就绪(Data Send Ready)
DCD（pin 1）：数据载波检测(Data Carrier Detect)
DTR（pin 4）：数据终端就绪(Data Terminal Ready)
地线：
GND（pin 5）：地线
其它
RI（pin 9）：铃声指示

2.2 RS-485

RS-485（EIA-485标准）是RS-422的改进，因为它增加了设备的个数，从10个增加到32个，同时定义了在最大设备个数情况下的电气特性，以保证足够的信号电压。有了多个设备的能力，你可以使用一个单个RS-485口建立设备网络。出色抗噪和多设备能力，在工业应用中建立连向PC机的分布式设备网络、其他数据收集控制器、HMI或者其他操作时，串行连接会选择RS-485。RS-485是RS-422的超集，因此所有的RS-422设备可以被RS-485控制。RS-485可以用超过4000英尺的线进行串行通行。

DB-9 引脚连接

\ 1 2 3 4 5 /
\ 6 7 8 9 /

从计算机连出的线的截面。
RS-485的引脚的功能
数据：1（DATA-）2(DATA+)
地线：5

3.RS232、485电平与TTL电平的区别

通讯标准	5v TTL	RS232	RS485
电平标准发送端	逻辑1：2.4v~5v 逻辑0：0~0.5v	逻辑1：-15v~-3v 逻辑0：+3v~+15v	逻辑1：-6v~-2v 逻辑0：+2v~+6v
传输方式	计算机处理器控制的设备内部各部分之间通信的标准技术。	采用不平衡传输方式,即所谓单端通讯	采用平衡传输,即差分传输方式(使用两根线的电压差表示数据)
传输距离		适合本地设备之间的通信,传输距离一般不超过20m。	传输距离为几十米到上千米。
传输速度		传输速率较低,最高波特率为19200bps。	数据最高传输速率为10Mbps。
实用性		接口电路只允许一对一通信,信号电平较高,容易损坏接口电路的芯片;与TTL电路的电平也不兼容,影响其通用性;使用三线。	接口接口电平低,不易损坏器件,且该平与TTL电平兼容,可方便与TTL电平兼容; RS-485接口是采用平衡驱动器和差分接收器的组合,抗共模干能力增强,即抗噪声干扰性好;RS-485接口在总线上是允许连接名达128个收发器使用两线

二、STM32的USART串口通讯程序

1.USART介绍

用同步异步收发器(Universal Synchronous Asynchronous Receiver and Transmitter)是一个串行通信设备，可以灵活地与外部设备进行全双工数据交换。有别于 USART 还有一个UART(Universal Asynchronous Receiver and Transmitter)，它是在 USART 基础上裁剪掉了同步通信功能，只有异步通信。简单区分同步和异步就是看通信时需不需要对外提供时钟输出，我们平时用的串口通信基本都是 UART。串行通信一般是以帧格式传输数据，即是一帧一帧的传输，每帧包含有起始信号、数据信息、停止信息，可能还有校验信息。USART 就是对这些传输参数有具体规定，当然也不是只有唯一一个参数值，很多参数值都可以自定义设置，只是增强它的兼容性。

USART功能框图

2.操作连线

USB转串口原理图：

选取接口为GND、RXD、TXD、3V3
STM32核心板选取端口
G、3.3、A9、A10

TXD:发送数据输出引脚
RXD：接收数据输出引脚

对应连线：

RXD-A9
TXD-A10
3V3-3.3v
GND-GND

3. STM32CubeMX配置环境

双击选择使用STM32F103C8芯片

选择USART1

Mode选择异步通信(Asynchronous) 波特率为115200，1位停止位，无校验位

中断设置

创建项目

生成独立的.c和.h文件

右上角GENERATE CODE创建工程文件

4.串口代码

在main函数中添加函数

int main(void)
{int i=0;uint8_t hello[20]="hello windows\n";/* USER CODE BEGIN 1 *//* USER CODE END 1 *//* MCU Configuration--------------------------------------------------------*//* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */HAL_Init();/* USER CODE BEGIN Init *//* USER CODE END Init *//* Configure the system clock */SystemClock_Config();/* USER CODE BEGIN SysInit *//* USER CODE END SysInit *//* Initialize all configured peripherals */MX_GPIO_Init();MX_USART1_UART_Init();/* USER CODE BEGIN 2 *//* USER CODE END 2 *//* Infinite loop *//* USER CODE BEGIN WHILE */while (i<2){HAL_UART_Transmit(&huart1,hello,20,100000);i++;//发两遍hello windows/* USER CODE END WHILE *//* USER CODE BEGIN 3 */}/* USER CODE END 3 */
}

我们要使用的是查询方式来进行串口通讯，我们需要使用HAL库中HAL_UART_Transmit()函数

5.烧录

注意烧录时芯片BOOTO置于1

6.串口通讯

打开串口调试助手，调试时芯片BOOTO要置0，也需要按RESET键

将参数配置好后，查看结果

三、串口发送波形分析

（1）Debug配置

（2）设置晶振频率

（3）选择查看的寄存器

（4）开始调试
点击run或者直接点击F5执行代码观察波形

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