5：包含以下部分

一：引脚

6：引脚

串口引脚：TX；RX；

SW_RX(智能卡模式);

nRTS;nCTS;（硬件流）

SCLK（时钟） 

7：串口发送，把数据打包成帧；

二：数据寄存器

8：TDR发送数据寄存器---发送移位寄存器---TX

• 标志位1：Transmit data register empty(发送数据寄存器为空)---把这个中断打开了（这个时候会产生中断 ）
• 标志位2：发送完成---相应的中断

9：读数据只有一个标志位会发生变化：

• 数据全部接收完：非空
• 非空中断使能

三：控制器

10：异步通信过程中为了提高数据的抗干扰性，，把数据打包成桢   

四：波特率

11：波特率

 总结：1：如果更改TXRX引脚，需要修改波特率；TXRX使用较多；波特率的设置理解就可；发送寄存器有了两个发送标志位；接收寄存器有1个接收非空标志位。

1.处理器与外部设备通信的两种方式：

并行通信

• 传输原理：数据各个位同时传输。
• 优点：速度快
• 缺点：占用引脚资源多

串行通信

• 传输原理：数据按位顺序传输。
• 优点：占用引脚资源少
• 缺点：速度相对较慢

2.串行通信：

2.1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；
• 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，它要求发送设备和接收设备都有独立的接收和发送能力。

2.2串行通信的通信方式：

• 同步通信：带时钟同步信号传输。SPI，IIC通信接口

有时钟同步信号，A传到B的过程中，每一个位都是根据时钟来传的，比如时钟到达上升沿，传1bit。

• 异步通信：不带时钟同步信号。UART(通用异步收发器),单总线

A和B之间没有时钟同步信号，双方先约定一些波特率、起始位等，计算出发送每一bit占用的时间。

常见的串行通信接口：

如果是全双工，那么发送和接收都要有独立的引脚。半双工一般只占用一个独立的发送\接收引脚。

如果是同步通信，那么一定有同步时钟。

3.异步串口通信UART

包含：

物理层(电气层：接口决定）：通信接口（RS232,RS485,RS422,TTL)
数据格式（数据层：芯片决定）起始位校验位等约定好
通信协议（协议层：程序决定）数据出错能检测出来等

UART异步通信方式引脚连接方法：

RXD:数据输入引脚。数据接收。TXD:数据发送引脚。数据发送。

TTL串口 & RS232 & RS485 & RS422

两个电路板相连，往往用到一些接口，而不是直接相连TXRX。

USB串口

MCU发送串口信号，经电平转换芯片变为USB信号，通过USB连到电脑，电脑可以直接识别USB信号。

STM32 UART异步通信方式引脚：

4.STM32串口数据格式和通信过程

STM32串口通信过程:信号一位一位传过来，速度根据波特率来传。串行移位寄存器一个一个读过来，然后一次性写入到输入数据缓冲器里，MCU从中读取数据。

MCU写输出数据缓冲器，然后一次性给串行移位寄存器，然后在波特率控制下，把数据一位位送到外部设备。

STM32串口异步通信需要定义的参数：

起始位：1个逻辑0数据位开始
数据位（8位或者9位）
奇偶校验位（第9位）
停止位（1,1.5,2位）
波特率设置

5.STM32F4xx串口框图

TX:芯片数据发送出去，RX：数据接收。接收后放到接收移位寄存器，然后全部给接收数据寄存器，然后CPU可以通过总线读取数据。发送的话，CPU把数据写到发送数据寄存器，之后数据送到发送移位寄存器，数据一位一位的从IO口出去。

对于这个发送和接收移位寄存器，必须提前设定好波特率，这两个寄存器受发送控制和接收器控制。可以由下图看到：发送和接收端共用一个波特率，用于确定串行通信的速度。最下面有一个BRR寄存器，首先时钟来自于pCLKx ，pclk经过/usartdiv和/(8*(2-OVER8)),OVER8由控制寄存器的一个位决定可能为0或1，把这个时钟作为发送器和接收器的时钟，控制发送和接收移位寄存器，实现控制传输数据的速度。

对于接收器控制和发送控制，图中还有几个寄存器，右边SR寄存器，记录一些状态标志位，左边CR1，有一些使能位，高位连接中断控制，可以触发一些中断。

6.波特率计算方法

波特率决定了串口的通信速度，如何计算。

上图OVER8：在控制寄存器 1 (USART_CR1)中可找到，其中采样频率越高，容错性越好，但是限制了速度。如果8倍过采样可以提高速度。

小数波特率生成：

对 USARTDIV 的尾数值和小数值进行编程时，接收器和发送器（Rx 和 Tx）的波特率均设置为相同值。

当fck确定，又要达到某一种波特率，此时可以计算出USARTDIV的值是多少。它的值是由USART_BRR 寄存器决定的。

USARTDIV 是一个存放在 USART_BRR 寄存器中的无符号定点数。
当 OVER8=0 时，小数部分编码为 4 位并通过 USART_BRR 寄存器中的 DIV_fraction[3:0] 位编程。
当 OVER8=1 时，小数部分编码为 3 位并通过 USART_BRR 寄存器中的 DIV_fraction[2:0] 位编程，此时 DIV_fraction[3] 位必须保持清零状态。
注意： 对 USART_BRR 执行写操作后，波特率计数器更新为波特率寄存器中的新值。因此，波特率 寄存器的值不应在通信时发生更改。

如图所示，USART中DIV_Mantissa是设置USARTDIV 的整数部分，DIV_Fraction是设置USARTDIV的小数部分。如果经过公式算出USARTDIV=37.5该如何设置 USART_BRR寄存器？

可以看到波特率寄存器 (USART_BRR)：位15：4一共12位，如果设置USARTDIV=37.5，只需要把高十二位设置成37 。小数则是由低4位决定的，由于低四位一共有2^4=16个数，占满了0-1，所以可以0.5*16=8,赋给低四位即可。

可以总结出：OVER8=0时波特率计算公式：

①根据波特率和串口时钟频率，计算出USARTDIV的值。

②DIV_Fraction=USART的小数部分 X16所得的整数

DIV_Mantissa=USART的整数部分

假如OVER8=0，串口时钟为90M，需要得到115200的波特率，根据公式计算得到USARTDIV=90000000/(115200*16)=48.828

DIV_Fraction=16*0.828的整数部分=13=0X0D；

DIV_Mantissa=48=0x30；

得到USART1->BRR值为0x30d，只要设置串口1的BRR寄存器值位0x30d就可得到115200的波特率。

STM32串口通信相关知识

一、串行通信接口背景知识

处理器与外部设备通信的两种方式：并行通信和串行通信

并行通信

传输原理：数据各个位同时传输。

优点：速度快

缺点：占用引脚资源多

串行通信

传输原理：数据按位顺序传输。

优点：占用引脚资源少

缺点：速度相对较慢

串行通信按照数据传送方向分为：

（a）单工：数据传输只支持数据在一个方向上传输

（b）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

（c）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，它要求发送设备和接收设备都有独立的接收和发送能力。

串行通信的通信方式

（1）同步通信：带时钟同步信号传输。比如，SPI、IIC通信接口。

（2）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。

异步通信UART包含三点知识：

(1) 物理层（电气层：接口决定）：

通信接口（RS232，RS485，RS422，TTL）

(2) 数据格式（数据层：芯片决定）

包括起始位，停止位，校验位，数据位等

(3) 通信协议（协议层：程序决定）

二、STM32串口通信过程和数据格式

三、串口通信框图和波特率计算方法

RX接收串口输入的数据，并把它传到接收移位寄存器，再把它传到接收数据寄存器，之后CPU通过总线去读取它。CPU通过总线写入发送数据寄存器，并把它传到发送移位寄存器，之后TX把数据发送出去。

发送移位寄存器和接收移位寄存器的发送和接收是由波特率所控制的。从发送控制和接收控器分别有两个箭头指向了发送移位寄存器和接收移位寄存器。

而发送控制和接收器控制的时钟是由图中左下角产生的，图中右下角产生分数分频系数USARTDIV

波特率计算公式

控制寄存器1（USART_CR1）的位15