通信可分为多种方式：

• 按照数据传输模式可分为串行通信和并行通信。
• 按照通信的数据同步模式，可分为异同通信和同步通信。
• 按照数据传输方向又可分为单工、半双工、全双工通信。

让我们简要介绍一下这些通信方式。

串行通信是指使用数据线，将数据一一传输，每个数据占据固定的时间长度。

• 优点：传输线路少，长途传输成本低。
• 缺点：数据传输控制比并行通信复杂，速度相对较慢。

并行通信通常是用多条数据线同时传输数据字节，通常是8位、16位、32位等数据一起传输。

• 优点：控制简单，传输速度快。
• 缺点：长途传输成本高，接收方同时接收困难，抗干扰能力差 。

异步通信是指通信的发送和接收设备使用自己的时钟控制数据的发送和接收过程。 异步通信是以字符(构成帧)为单位传输，字符之间的间隙(时间间隔)是任意的。

优点:不要求双方收发时钟严格一致，容易实现。 缺点：每个字符应在起止位置附加2~3位，每帧之间有间隔，因此传输效率不高 。

建立同步通信发送方时钟对接收方时钟的直接控制，使双方完全同步。有外同步和自同步两种实现方法。 优点：由于传输，传输效率高。 缺点：同步实现困难，成本高。

单工是指数据传输只能沿一个方向走，只要发送一个设备，接收一个设备。

半双工是指数据传输可以沿两个方向，但需要分时进行。也就是说，发送时不能接收，接收时不能发送。

全双工指数据可以同时进行双向传输。也就是说，发送时可以接收，接收时可以发送。

衡量通信性能的一个非常重要的参数就是通信速率，通常以比特率(Bitrate)来表示。 比特率是每秒钟传输二进制代码的位数，单位是：位／秒（bps）。 例如：每秒钟传送200个字符，而每个字符格式包含10位(1个起始位、1个停止位、8个数据位)，这时的比特率为：10位×200个/秒 = 2000 bps

串口通信(Serial Communication)，是指外设和计算机之间，通过数据信号线、地线等，按位进行传输数据的一种通信方式，属于串行通信方式。 串口是一种接口标准，它规定了接口的电气标准，没有规定接口插件电缆以及使用的协议。

图片在STM32F1xx中文参考手册 通用同步异步收发器章节

结构图重点在框住的部分，通过寄存器USART_SR的TXE、TC、RXNE位知道串口收发情况。

TC位是USART_SR寄存器的第六位，为1时，移位寄存器中的数据发送完成，为0时，移位寄存器中还有数据。复位时为1，需要手动清0，或者进行读操作让其为0。

当接收完数据时，该位为1，其他时候为0。

串口数据收发线要交叉连接，计算机的TXD要对应单片机的RXD，计算机的RXD要对应单片机的TXD，并且共GND。 如下图：

单片机与电脑进行通信需要用到USB转串口模块，因为电脑上没有RXD、TXD引脚，并且电脑还要安装CH340的驱动。 市场常见的USB转串口模块： 接上电脑，TX接单片机的RX，RX接单片机的TX，电源与地接到单片机上就可以串口通信了。 电脑上的CH340驱动我放在网盘上了，有需要自己去下载。 https://pan.baidu.com/s/1bO7mpkwjkB19HXvmD0083Q 密码：kpa6

（1）使能串口时钟及GPIO端口时钟 （2）GPIO端口模式设置，设置串口对应的引脚为复用功能 （3）初始化串口参数，包含波特率、字长、奇偶校验等参数 （4）使能串口 （5）设置串口中断类型并使能 （6）设置串口中断优先级，使能串口中断通道 （7）编写串口中断服务函数

（1）复制上一章的工程，并重命名为8、串口中断通信。

（2）进入工程文件，进入APP文件，新建USART文件夹用来存放与串口相关的文件。

（3）打开工程，新建文件，并命名为usart.h与usart.c。 ① ②

（4）添加文件到目录，并添加头文件路径。 ① ②

（5）要使用串口需要添加相应的文件。 ① ②

mian.c

#include "LED.h"
#include "Delay.h"
#include "System.h"
#include "usart.h"


/************************************************* *函数名： main *函数功能： 主函数 *输入： 无 *返回值： 无 **************************************************/
int main()
{ 
        
	
	SysTick_Init(72);
	NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);  //抢占式优先级与响应式优先级的分组
	LED_Init();
	USART1_Init(9600);
	while(1)
	{ 
        
		  
	}
}

usart.h

#ifndef USART_H_
#define USART_H_

#include "stm32f10x.h"

/************串口引脚************/
#define USART1_GPIO_Port GPIOA
#define USART1_RX_Pin GPIO_Pin_10
#define USART1_TX_Pin GPIO_Pin_9

/************串口函数************/
void USART1_Init(u32 bound);          //串口初始化
void USART_SendBit(USART_TypeDef* USARTx,u16 Data);   //发送单个数据
uint16_t USART_ReceiveBit(USART_TypeDef* USARTx);     //接收单个数据
void USART_SendString(USART_TypeDef* USARTx,char *string); //发送字符串


#endif

usart.c

#include "usart.h"


/************************************************* *函数名： USART1_Init *函数功能： 串口1的初始化 *输入： bound：波特率 *返回值： 无 **************************************************/
void USART1_Init(u32 bound)
{ 
        
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
	USART_InitTypeDef USART_InitStruct;
	NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStruct;
	
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE); //时钟使能
	
	GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = USART1_TX_Pin;      //发送引脚
	GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;   //复用推挽输出
	GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; //发送速度
	GPIO_Init(USART1_GPIO_Port, &GPIO_InitStruct); //引脚初始化
	
	GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = USART1_RX_Pin;      //接收引脚
	GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING; //浮空输入
	GPIO_Init(USART1_GPIO_Port, &GPIO_InitStruct); //引脚初始化
	
	USART_InitStruct.USART_BaudRate = bound; //波特率
	USART_InitStruct.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None; //无硬件数据流控制
	USART_InitStruct.USART_Mode = USART_Mode_Rx|USART_Mode_Tx; //收发模式
	USART_InitStruct.USART_Parity = USART_Parity_No; //没有校验位
	USART_InitStruct.USART_StopBits = USART_StopBits_1;  //一位停止位
	USART_InitStruct.USART_WordLength = USART_WordLength_8b; //8位一个字节
	USART_Init(USART1, &USART_InitStruct); //初始化串口
	
	USART_Cmd(USART1, ENABLE);  //串口使能
	
	USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE);  //接收中断使能
	
	NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;  //要打开的中断通道
	NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 2; //抢占式优先级
	NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelSubPriority = 2;   //相应式优先级
	NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;  //NVIC通道使能
	NVIC_Init(&NVIC_InitStruct);
	
	USART_ClearFlag(USART1, USART_FLAG_TC); //TC位初始值位1，要先清0
}


//直接使用串口发送接收函数会出现内容覆盖的问题，所以需要我们重写函数
/************************************************* *函数名： USART_SendBit *函数功能： 串口发送函数 *输入： Data：发送的数据 *返回值： 无 **************************************************/
void USART_SendBit(USART_TypeDef* USARTx,u16 Data)   
{ 
        
	USART_SendData(USARTx, Data);
	
	//while(!USART_GetFlagStatus(USARTx, USART_FLAG_TXE)); //要等待数据全部转到移位寄存器
	//USART_ClearFlag(USARTx, USART_FLAG_TXE); //清空标志位
	
	while(!USART_GetFlagStatus(USARTx, USART_FLAG_TC));//要等待数据全部发出
	USART_ClearFlag(USARTx, USART_FLAG_TC); //清空标志位
}

/************************************************* *函数名： USART_ReceiveBit *函数功能： 串口接收函数 *输入： USARTx:串口 *返回值： 接收到的数据 **************************************************/
uint16_t USART_ReceiveBit(USART_TypeDef* USARTx)
{ 
        
	while(!USART_GetFlagStatus(USARTx, USART_FLAG_RXNE)); //等待接收的数据全部接收
	USART_ClearFlag(USARTx, USART_FLAG_RXNE);
	return USART_ReceiveData(USARTx);
}

/************************************************* *函数名： USART_SendString *函数功能： 串口发送字符串函数 *输入： USARTx:串口，string：字符型指针 *返回值： 无 **************************************************/
void USART_SendString(USART_TypeDef* USARTx,char *string)
{ 
        
	while(*string)
	{ 
        
		USART_SendBit(USARTx,*string++);
	}
}

/************************************************* *函数名： USART1_IRQHandler *函数功能： 串口中断函数-将从电脑发送的数据发回给电脑 *输入： 无 *返回值： 无 **************************************************/
void USART1_IRQHandler()
{ 
        
	u16 r;
	if(USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_RXNE) == SET)  //判断中断标志
	{ 
        
		r = USART_ReceiveData(USART1);
		USART_SendBit(USART1,r);
	}
}

(1) 打开cubemx，新建工程，选择自己的芯片。

(2) 配置RCC，选择外部高速时钟。

(3) 配置时钟树。

(4) 配置串口 ①

• Mode：设置为异步通信(Asynchronous)
• 基础参数：波特率为115200 Bits/s。传输数据长度为8 Bit。奇偶检验无，停止位1 接收和发送都使能 （默认的就行） ②打开串口中断

（5） 工程文件配置并生成工程 ① ②

• HAL_UART_Transmit();串口发送数据，使用超时管理机制
• HAL_UART_Receive();串口接收数据，使用超时管理机制
• HAL_UART_Transmit_IT();串口中断模式发送(只触发一次中断)
• HAL_UART_Receive_IT();串口中断模式接收(只触发一次中断)
• HAL_UART_Transmit_DMA();串口DMA模式发送
• HAL_UART_Transmit_DMA();串口DMA模式接收
• HAL_UART_GetState();判断接收与发送是否结束

相关参数：

• UART_HandleTypeDef *huart 串口的别名 如 : 我们使用串口USART1的别名就是huart1。
• *pData 需要发送的数据
• Size 发送的字节数
• Timeout 最大发送时间
• HAL_UART_STATE_BUSY_RX,接收完成标志
• HAL_UART_STATE_BUSY_TX，发送完成标志

回调函数：

• void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart);//接收中断回调函数
• HAL_UART_TxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart); //发送中断回调函数
• void HAL_UART_TxHalfCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart); //串口发送一半中断回调函数
• void HAL_UART_RxHalfCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart);//串口接收一半回调函数

串口中断接收完成之后，会进入该函数，该函数为空函数，用户需自行修改。

#include "string.h"
uint8_t Rx_String[100];    //接收字符串数组
uint8_t Rx_Flag=0;         //接收字符串计数
uint8_t Rx_buff;           //接收缓存

HAL_UART_Receive_IT(&huart1, (uint8_t *)&Rx_buff, 1);   //开启接收中断

void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
{ 
        
	if(huart == &huart1)
	{ 
        
		Rx_String[Rx_Flag++] = Rx_buff;  //接收字符
		if(Rx_String[Rx_Flag-1] == 0x0A) //判断是否接收结束
		{ 
        
			HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)&Rx_String, Rx_Flag,0xFFFF); //字符串发送
			while(HAL_UART_GetState(&huart1) == HAL_UART_STATE_BUSY_TX); //判断发送是否完毕
			memset(Rx_String,0x00,sizeof(Rx_buff)); //清空接收字符串
			Rx_Flag = 0; //清空计数器
		}
		HAL_UART_Receive_IT(&huart1, (uint8_t *)&Rx_buff, 1);   //再开启接收中断
	}
}

RS-232C对逻辑电平也做了规定，如下：

• 在TXD和RXD数据线上，逻辑1为(-3)V到(-15)V的电压，逻辑0为3V到15V的电压。
• 在RTS、CTS、DSR、DTR和DCD等控制线上，信号有效（ON状态）为3V到15V的电压，信号无效（OFF状态）为(-3)V到(-15V)的电压。