在单片机应用中，通信协议是非常重要的一部分。USART（Universal Synchronous/Asynchronous Receiver/Transmitter）通信协议是一种常用的串行通信协议，用于在单片机和外设之间进行数据传输和控制。本文将详细介绍USART通信协议的基本原理与使用方法，以及与单片机外设的结合应用。
USART通信协议基本原理
USART通信协议支持同步和异步两种通信模式，通过配置相关寄存器和时钟源，可以实现双向数据传输和控制。在异步模式下，USART协议使用起始位、数据位、停止位和可选的校验位来组成数据帧。在同步模式下，则需要外部时钟源来同步数据传输。
USART协议通过发送方的发送寄存器（TX）和接收方的接收寄存器（RX）来完成数据传输。发送方将要发送的数据写入发送寄存器，然后通过USART模块将数据发送出去。接收方通过USART模块接收数据，并将接收到的数据存储在接收寄存器中，应用程序可以通过读取接收寄存器获取接收到的数据。
USART通信协议的配置与使用
在使用USART通信协议之前，需要先进行相关的配置。不同的单片机厂商可能有不同的寄存器和位定义，下面以STM32单片机为例进行说明。
首先，需要设置USART的工作模式和波特率。通过设置USART的控制寄存器（CR1和CR2）和波特率寄存器（BRR），可以选择通信模式（同步或异步）、数据位数、停止位数、校验位等参数，并设置通信速率。
配置完成后，可以通过读写发送寄存器来发送数据。发送数据时，可以通过轮询方式或中断方式进行。轮询方式适用于简单的数据传输，当发送寄存器为空时，将数据写入发送寄存器并等待发送完成。中断方式适用于复杂的数据传输，通过配置发送寄存器为空时触发的发送中断，可以实现异步发送。
接收数据时，可以通过轮询方式或中断方式进行。轮询方式适用于简单的数据接收，当接收到数据时，从接收寄存器读取数据并处理。中断方式适用于复杂的数据接收，通过配置接收寄存器非空时触发的接收中断，可以在接收到数据后立即进行处理。
USART通信协议与外设控制的结合
USART通信协议不仅可以用于数据传输，还可以与外设结合实现对外设的控制。常见的应用包括与LCD显示屏、WiFi模块、蓝牙模块、传感器等外设进行通信和控制。
以与LCD显示屏通信为例，可以通过USART将要显示的数据发送给LCD控制器。在发送数据前，需要根据LCD控制器的通信协议和指令集进行相关配置，如波特率、数据位数、停止位数等。然后，可以通过发送数据命令将要显示的数据写入发送寄存器，通过轮询或中断方式进行异步发送。
在与WiFi模块通信时，可以通过USART发送和接收数据，实现与远程服务器的通信。通过配置合适的波特率和数据格式，将要发送的数据写入发送寄存器，从接收寄存器读取接收到的数据，即可实现双向通信。
与蓝牙模块和传感器通信时，也可以利用USART通信协议进行数据传输和控制。通过发送指令或设置寄存器，与外设进行通信和交互，实现数据的读取和控制。
总结起来，在单片机应用中，USART通信协议是一种重要的通信协议，可以实现单片机与外设之间的数据传输和控制。通过合适的配置和使用，可以满足不同应用的需求，并实现更加灵活和高效的数据通信。希望本文对您理解USART通信协议的基本原理与应用有所帮助。
（本文为makedown格式，使用该格式可实现博客文章的排版和标题层级显示）
本文来自极简博客，作者：风华绝代，转载请注明原文链接：单片机中的USART通信协议详解
