怎么制作网站论坛模板,泰安房产网,施工企业资质认定2022,手机端网站如何做串口基础知识
问#xff1a;什么是串口通讯#xff1f;
答#xff1a; 串口通讯#xff08;Serial Communication#xff09;是一种按位#xff08;bit#xff09;逐次发送和接收数据的通信方式#xff0c;仅需少量信号线#xff08;如 TX、RX、GND#xff09;即可…串口基础知识
问什么是串口通讯
答 串口通讯Serial Communication是一种按位bit逐次发送和接收数据的通信方式仅需少量信号线如 TX、RX、GND即可实现设备间数据传输。
特点 异步传输无需共享时钟信号CLK依靠波特率Baud Rate同步。 数据帧结构由起始位Start Bit、数据位5-9 bit、校验位可选和停止位Stop Bit组成。 简单可靠适合低速、长距离通信如工业控制、传感器数据采集。 问串口通讯协议有哪些
答 串口通信协议可分为物理层标准硬件接口电平规范和协议层规范数据帧格式校验规则两类。
1. 物理层标准硬件接口电平规范
标准电平特性传输方式传输距离典型应用TTL0V逻辑0 / 3.3V或5V逻辑1单端信号1m单片机、嵌入式设备RS-232±3V~±15V逻辑1-3V~-15V逻辑03V~15V单端信号15m旧电脑串口、工业设备RS-485差分信号A/B线电压差表示逻辑差分信号≤1200m工业自动化ModbusCAN差分信号CAN_H/CAN_L差分信号≤40m1Mbps汽车电子、工业控制
2. 协议层规范数据帧格式校验规则
协议传输方式特点典型应用UART异步无时钟信号需约定波特率单片机调试、传感器USART同步/异步比UART多同步模式如SPI高速通信如STM32Modbus基于UART/RS-485主从架构支持多设备工业自动化CAN协议同步带位仲裁多主机、错误检测、高可靠汽车电子 问RS232、USART、UART、CAN、RS485的区别
答
特性UARTUSARTRS-232RS-485CAN传输方式异步同步/异步异步异步/同步同步电平标准TTL0V/3.3V/5VTTL±3V~±15V差分±1.5V~±5V差分±2V通信距离1mTTL1mTTL15m≤1200m≤40m1Mbps抗干扰弱中中强极强拓扑结构点对点点对点点对点多点总线多点总线典型应用调试接口高速通信旧电脑外设工业Modbus汽车电子
总结 UART/USART协议层定义数据格式USART支持同步。 RS-232/RS-485物理层定义电平与接口RS-485更先进。 CAN高可靠总线协议适用于复杂环境。 补充关键点 波特率Baud Rate每秒传输的符号数如9600、115200bps需收发双方一致。 校验方式奇校验、偶校验、无校验用于检测数据错误。 全双工 vs 半双工 全双工如UARTTX、RX可同时收发。 半双工如RS-485同一时间只能发送或接收。 以STM32F103VGT6为例用STM32CubeMX配置串口
基础配置 1. 高速时钟配置成外部晶振 2.Debug模式选择Serial Wire 3.时基资源选择 TIM5如果使用Free RTOS否则默认Systick即可
其中RCC的三个操作的含义是 1. Master Clock Output 1/2 的含义
作用 Master Clock OutputMCO引脚允许微控制器将内部时钟信号如HSE、HSI、PLL等输出到外部设备例如 1.为其他芯片如传感器、通信模块、音频编解码器提供同步时钟。 2.调试时监测内部时钟频率
2. Audio Clock Input (I2S_CKIN) 的含义
作用这是用于音频接口I2S协议的外部时钟输入引脚允许外部音频设备如CODEC提供主时钟信号确保音频数据传输的同步性。 2. 何时选择 Master Clock Output
需要选择的情况 1.外部设备需要时钟同步例如连接外部ADC、DAC、FPGA或其他需要精确时钟的器件。 2.多设备时钟共享避免为每个设备单独设计时钟电路简化硬件设计。 3.调试或测试通过输出内部时钟到示波器验证时钟频率是否正确。
无需选择的情况 1.外部设备自带振荡器如晶振或不需要主时钟同步。 2.系统无时钟共享需求或仅使用内部时钟。
4.何时选择 Audio Clock Input (I2S_CKIN) 1.使用外部音频设备如数字麦克风、音频编解码器且需由外部提供时钟时启用。 2.内部时钟无法满足音频精度要求如高保真音频需低抖动时钟 串口配置
UART和USART有区别所以在CubeMX上配置时UART相较USART的模式选项少了一个SmartCard同时少了一个RS232硬件协议的选择.
通信模式Mode选项介绍
1、Asynchronous异步模式 含义数据以不定时的方式传输依赖起始位和停止位同步无需共享时钟信号如UART。 作用简化硬件设计适应不同速率的设备通信。 何时使用 常见的串口通信如调试日志、传感器数据读取。 设备间时钟不同步或距离较远如GPS模块与MCU。
2、Synchronous同步模式 含义数据通过共享时钟信号如SCLK严格同步传输如SPI、I2C。 作用提高传输速率和可靠性。 何时使用 高速或实时性要求高的场景如显示屏刷新、高速ADC采样。 主从设备需严格同步如EEPROM读写。
3、Single Wire (Half-Duplex)单线半双工 含义单根线分时双向传输数据同一时间只能发送或接收。 作用节省引脚资源。 何时使用 引脚有限的场景如单总线协议DS18B20温度传感器。
4、Multiprocessor Communication多处理器通信 含义支持多个设备共享总线通过地址识别目标设备。 作用实现一主多从的通信架构。 何时使用 多个MCU或外设需共用同一总线如工业控制网络。
5、IrDA红外通信 含义通过红外光传输数据需编解码模块。 作用无线短距离通信。 何时使用 红外遥控、医疗设备如血氧仪。
6、LIN局域互联网络 含义低成本车载通信协议单线传输。 作用替代复杂CAN总线用于简单控制。 何时使用 汽车电子中的次级网络如车窗控制、座椅调节。
7、SmartCard智能卡模式 含义支持ISO7816标准的智能卡接口。 作用安全身份验证或支付。 何时使用 SIM卡、银行卡读卡器。
硬件流控Hardware Flow Control
1、Disable禁用流控 含义不启用硬件流控信号CTS/RTS。 作用简化接线适用于低速率或可靠环境。 何时使用 短距离通信或波特率较低如9600bps以下。 设备间缓存足够如MCU与PC串口调试。
2、CTS Only仅清除发送 含义仅使用CTS信号接收方控制发送方数据流。 作用防止接收方缓冲区溢出。 何时使用 单向大数据量传输如GPS模块持续输出数据。
3、RTS Only仅请求发送 含义仅使用RTS信号发送方请求接收方准备。 作用确保接收方就绪后再发送数据。 何时使用 接收方处理能力有限如低速MCU接收高速数据。
4、CTS/RTS全硬件流控 含义同时启用CTS和RTS信号双向控制数据流。 作用避免数据丢失提高高波特率下的可靠性。 何时使用 高速通信如115200bps以上或噪声环境如工业现场。 设备间处理速度差异大如MCU与4G模块通信。
总结
①通信模式选择 根据协议要求如UART/SPI、设备数量单设备/多设备、传输方向全双工/半双工决定。
②硬件流控选择 根据波特率、传输距离、设备缓存能力决定是否启用CTS/RTS。
典型场景 异步禁用流控普通串口调试。 同步全流控高速SPI连接ADC。 LIN模式汽车电子控制。 选择USART3的Asynchronous异步模式模式
一、参数配置 1.波特率的数值是自己输入
2.字长是选择的8字长或9字长
3.奇偶校验处可以选择 无 、Even奇、Odd偶
4.停止位可以选择1、2位停止位
5.数据方向则是三个选项收发、仅收、仅发
6.过样率采样率16 Samples 或者 8 Samples。其功能是选择每bit的采样次数8就是每bit采样8次16同理。高采样则数据准但是传输数据会慢。 在CubeMX中选择 16x Oversampling 可显著降低115200bps下的误码率。 用户常量则是自定义宏
添加常量 在界面点击 add → 输入 NAME 和 VALUE如 PWM_FREQUENCY 1000。
生成代码
工具会在 main.h 或 stm32xxxx_hal_conf.h 中生成 #define PWM_FREQUENCY 1000 NVIC设置嵌套 向量 中断 控制 设置 勾选上Enabled也就是使能中断而具体参数需要看到System Core中的NVIC进行配置抢占优先级Preemption Priority和响应优先级Sub Priority
