在单片机中，我们经常需要与外部设备进行通信。其中，USART（Universal Synchronous/Asynchronous Receiver/Transmitter，通用同步/异步收发器）是一种常用的串口通信协议。本文将详细介绍单片机中USART通信的技巧，并提供一些实用的代码示例。
1. USART的工作原理
USART是一种同步/异步的串口通信协议，可以实现数据的发送和接收。它根据设置的参数进行通信，并且可以实现多种传输模式，如异步模式、同步模式、半双工模式和全双工模式等。
USART的主要组成部分包括三个部分：发送器、接收器和波特率发生器。发送器将要发送的数据从数据总线上读取，并将其转换为相应的电信号发送出去。接收器将接收到的电信号转换为数据，并将其存储到数据总线上。波特率发生器用于设置通信的速率。
2. 使用USART进行通信的步骤
（1）设置波特率：首先需要设置USART的波特率，即通信速率。波特率是指单位时间内传输的位数，通常用bps来表示。我们需要根据通信双方的要求来设置波特率，确保双方能够正常通信。
（2）选择通信模式：根据通信需求选择合适的通信模式。异步模式适用于通信双方时钟不同步的情况，而同步模式适用于通信双方时钟同步的情况。半双工模式表示通信双方可以交替发送和接收数据，而全双工模式表示通信双方可以同时发送和接收数据。
（3）配置数据位、停止位和校验位：根据通信需求选择合适的数据位数、停止位数和校验位设置。数据位数表示每个数据帧中包含的位数，常用的有8位、9位、甚至更多位。停止位数表示每个数据帧的停止位数，常用的有1位和2位。校验位用于校验数据的正确性，常用的有奇校验、偶校验和无校验等。
（4）发送数据：将要发送的数据写入到USART的发送寄存器中，然后等待数据被发送出去。通常可以使用轮询方式判断数据是否发送完成。
（5）接收数据：读取USART的接收寄存器中的数据，并进行相应的处理。通常可以使用轮询方式判断数据是否接收完成。
3. 实例代码
下面是使用STM32单片机的USART进行串口通信的实例代码，以示例化一个使用USART1发送和接收数据的过程。
#include <stm32f10x.h>
void USART1_Configuration()
{
USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
// 使能USART1时钟
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE);
// 配置USART1引脚
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9 | GPIO_Pin_10;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
// USART1配置
USART_InitStructure.USART_BaudRate = 9600;
USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;
USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;
USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;
USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;
USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;
USART_Init(USART1, &USART_InitStructure);
// 使能USART1
USART_Cmd(USART1, ENABLE);
}
void USART1_SendData(uint16_t data)
{
while (USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TXE) == RESET);
USART_SendData(USART1, data);
}
uint16_t USART1_ReceiveData()
{
while (USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_RXNE) == RESET);
return USART_ReceiveData(USART1);
}
int main(void)
{
USART1_Configuration();
while (1)
{
// 发送数据
USART1_SendData('A');
// 接收数据
uint16_t data = USART1_ReceiveData();
// 处理接收到的数据
// ...
}
}
以上代码示例了如何使用USART1进行串口通信。在USART1_Configuration函数中，首先使能USART1的时钟，并配置USART1相关的引脚。然后根据通信需求设置USART_InitTypeDef结构体中的各个参数。最后使能USART1。
在USART1_SendData函数中，使用轮询方式判断发送寄存器是否为空，如果为空则将数据写入发送寄存器中。
在USART1_ReceiveData函数中，使用轮询方式判断接收寄存器是否有数据，如果有数据则返回接收到的数据。
在主函数中，不断地发送和接收数据，并根据接收到的数据进行相应的处理。
4. 总结
本文详细介绍了单片机中USART通信的技巧，并给出了实用的代码示例。通过学习和掌握USART通信技巧，我们可以更好地实现单片机与外部设备的通信，从而满足各种应用需求。希望通过本文的介绍，读者们能够更好地理解和应用USART通信技巧。
本文来自极简博客，作者：雨后彩虹，转载请注明原文链接：单片机中USART通信技巧详解
