本文参照正点原子STM32F1xx官方资料：《STM32中文参考手册V10》-第25章通用同步异步收发器（USART) 及
【STM32】串口通信基本原理（超基础、详细版）
单片机入门学习十 STM32单片机学习七 串口通讯 - 风水月的专栏](https://blog.csdn.net/fengshuiyue/article/details/79095389)
1、串口通信背景知识
1.1、 设备之间的通信方式
| 并行通信 | 串行通信 | |
|---|---|---|
| 传输原理 | 数据各个位同时传输 | 数据按位顺序传输 |
| 优点 | 速度快 | 占用引脚资源少 |
| 缺点 | 占用引脚资源多 | 速度相对较慢 |
1.2、 串行通信分类
1.2.1、按照通信方式，分为：
同步通信：带时钟同步信号传输。比如：SPI，I²C通信接口
异步通信：不带时钟同步信号。比如：UART(通用异步收发器),单总线
1.2.2、按照数据传送方向，分为：
单工：数据传输只支持数据在一个方向上传输；
半双工：允许数据在两个方向上传输。但是，在某一时刻，只允许数据在一个方向上传输，它实际上是一种切换方向的单工通信；它不需要独立的接收端和发送端，两者可以合并一起使用一个端口。
全双工：允许数据同时在两个方向上传输。因此，全双工通信是两个单工通信方式的结合，需要独立的接收端和发送端。
1.3、常见的串行通信接口
2、STM32的串口通信基础
2.1、STM32的串口通信接口有两种，分别是：
UART（通用异步收发器）、
USART（通用同步异步收发器）、
对于大容量STM32F10x系列芯片，分别有3个USART和2个UART。
2.2、UART引脚连接方法
① 单片机连接单片机
RXD：数据输入引脚，数据接受
TXD：数据发送引脚，数据发送
对于两个芯片之间的连接，两个芯片GND共地，同时TXD和RXD交叉连接。这里的交叉连接的意思就是，芯片1的RxD连接芯片2的TXD，芯片2的RXD连接芯片1的TXD。这样，两个芯片之间就可以进行TTL电平通信了
② 单片机连接PC
若是芯片与PC机（或上位机）相连，除了共地之外，就不能这样直接交叉连接了。尽管PC机和芯片都有TXD和RXD引脚，但是通常PC机（或上位机）通常使用的都是RS232接口，因此不能直接交叉连接。RS232接口是9针（或引脚），通常是TxD和RxD经过电平转换得到的。而单片机采用的是 TTL电平，所以需要 连接一个RS232转换器 将TTL电平转换成 PC可以识别的RS232电平，再交叉连接。
经过电平转换后，芯片串口和rs232的电平标准是不一样的：
单片机的电平标准（TTL电平）：+5V表示1，0V表示0；
Rs232的电平标准：+15/+13 V表示1，-15/-13表示0。
RS-232通讯协议标准串口的设备间通讯结构图如下：
所以单片机串口与PC串口通信就应该遵循下面的连接方式：
在单片机串口与上位机给出的rs232口之间，通过电平转换电路(如下面图中的Max232芯片) 实现TTL电平与RS232电平之间的转换。
2.3、UART异步通信特点
- 全双工异步通信；
- 分数波特率发生器系统，提供精确的波特率。发送和接受共用的可编程波特率，最高可达4.5Mbits/s；
- 可编程的数据字长度（8位或者9位）；
- 可配置的停止位（支持1或者2位停止位）；
- 可配置的使用DMA多缓冲器通信；
- 单独的发送器和接收器使能位；
- 检测标志：① 接受缓冲器 ②发送缓冲器空 ③传输结束标志；
- 多个带标志的中断源，触发中断；
- 其他：校验控制，四个错误检测标志。
2.4、STM32串口异步通信需要定义的参数
STM32异步通信参数：
①起始位
②数据位（8位或者9位）
③奇偶校验位（第9位）
④停止位（1,15,2位）
⑤波特率设置
（奇偶校验位分为奇校验和偶校验两种，是一种简单的数据误码校验方法。奇校验是指每帧数据中，包括数据位和奇偶校验位的全部9个位中1的个数必须为奇数；偶校验是指每帧数据中，包括数据位和奇偶校验位的全部9个位中1的个数必须为偶数。
校验方法除了奇校验(odd)、偶校验(even)之外，还可以有：0 校验(space)、1 校验(mark)以及无校验(noparity)。 0/1校验：不管有效数据中的内容是什么，校验位总为0或者1）
UART串口通信的数据包以帧为单位，常用的帧结构为：1位起始位+8位数据位+1位奇偶校验位（可选）+1位停止位。如下图所示
UART（USART）框图
