1 通信接口
通信的目的：将一个设备的数据传送到另一个设备，扩展硬件系统
通信协议：制定通信的规则，通信双方按照协议规则进行数据收发
USART:TX数据发送、RX数据接收
I2C:SCL时钟、SDA数据
SPI:SCLK时钟、MOSI主机输出、MISO主机输入、CS片选
CAN:CAN_H、CAN_L一对差分数据脚
USB:DP、DM一对差分数据脚
全双工：通信双方同时进行双向通信，两根通信线，发送线路和接收线路互不影响
半双工：一根数据线
单工：数据只能从一个设备到另一个设备
同步：接收方有单独的时间线，可以在时钟信号的指引下进行采样
异步：双方约定一个参考频率，需要加帧头帧尾进行采样位置对齐
单端：引脚的高低电平对GND的电压差，所以通信双方必须共地
差分：靠两个差分引脚电压差来传输信号，通信时不需要GND
点对点：只有两个设备，直接传输数据即可
多设备：需要寻址确定通信对象
2 串口通信
串口是一种应用十分广泛的通讯接口，串口成本低、容易使用、通信线路简单，可实现两个设备的互相通信
单片机的串口可以使单片机与单片机、单片机与电脑、单片机与各式各样的模块互相通信，极大地扩展了单片机的应用范围，增强了单片机系统的硬件实力
3 硬件电路
简单双向串口通信有两根通信线（发送端TX和接收端RX）
TX与RX要交叉连接
当只需单向的数据传输时，可以只接一根通信线
当电平标准不一致时，需要加电平转换芯片
4 电平标准
电平标准是数据1和数据0的表达方式，是传输线缆中人为规定的电压与数据的对应关系，串口常用的电平标准有如下三种：
TTL电平：+3.3V或+5V表示1，0V表示0
RS232电平：-3~-15V表示1，+3~+15V表示0
RS485电平：两线压差+2~+6V表示1，-2~-6V表示0（差分信号）
5 串口参数及时序
波特率：串口通信的速率（每秒传输码元的个数，单位是码元/s，波特Baud）（比特率：每秒传输的比特数，单位是bit/s，或者叫bps）（二进制调制下一个码元就是一个bit，此时波特率等于比特率）
起始位：标志一个数据帧的开始，固定为低电平
数据位：数据帧的有效载荷，1为高电平，0为低电平，低位先行
校验位：用于数据验证，根据数据位计算得来
停止位：用于数据帧间隔，固定为高电平
此图串口空闲状态为高电平，需要传输时需要传输起始位（低电平）打破空闲状态高电平产生一个下降沿。传输完成后需要一个停止位（高电平）用于数据帧间隔，同时为下一个起始位做准备。
1 USART简介
USART（Universal Synchronous/Asynchronous Receiver/Transmitter）通用同步/异步收发器
USART是STM32内部集成的硬件外设，可根据数据寄存器的一个字节数据自动生成数据帧时序，从TX引脚发送出去，也可自动接收RX引脚的数据帧时序，拼接为一个字节数据，存放在数据寄存器里
自带波特率发生器，最高达4.5Mbits/s
可配置数据位长度（8/9）、停止位长度（0.5/1/1.5/2）
可选校验位（无校验/奇校验/偶校验）
支持同步模式、硬件流控制（多出一根线，接收位没准备好置高，准备好置低，准备好后数据就会发送，可以防止接收位处理慢而导致数据丢失的问题）、DMA、智能卡、IrDA（红外通信）、LIN（局域网）
STM32F103C8T6 USART资源： USART1（APB2）、 USART2（APB1）、 USART3（APB1）
2 USART框图
左上角的引脚有TX、RX发送和接收引脚，SW_RX、IRDA_OUT/IN是智能卡和IrDA通信的引脚。右边阴影部分就是串口的数据寄存器，有两个数据寄存器，一个是发送数据寄存器TDR，一个是接收数据寄存器RDR，两个寄存器占用同一个地址，TDR只写RDR只读。两个移位寄存器一个用于发送一个用于接收。要发送数据时，发送数据寄存器会将数据全部移动到发送移位寄存器准备发送，当数据从TDR移动到移位寄存器时会置一个标志位TXE发送寄存器空，若标志位置1就可以在TDR写入下一个数据。然后发送移位寄存器就会在下面的发送器控制的驱动下向右移位，把数据输出到TX引脚。接收数据时，数据从RX引脚通向接收移位寄存器，然后一位一位读取RX电平，先放在高位然后右移，接受一个字节后就会整体的转移到接受数据寄存器RDR中，转移过程中会置一个标志位RXNE接收数据寄存器非空，当检测到RXNE置1后就可用把数据读走。
下面的发送器控制用来控制发送移位寄存器的工作，接收器控制用来控制接收移位寄存器的工作。左边的硬件数据流控，即硬件流控制，避免接收位处理慢而导致数据丢失的问题，有两个引脚，nRTS请求发送（输出脚，告诉别人能不能接收），nCTS清除发送（输入脚，接收别人nRTS的信号）（n表示低电平有效）。右边的SCLK部分产生同步的时钟信号，配合发送移位寄存器输出，发送寄存器每移位一次同步时钟电平就跳变一个周期，只支持输出不支持输入。唤醒单元实现串口挂载多设备，想跟某个设备通信就先进行寻址确定通信对象再进行数据收发。中断输出控制配置中断是不是通向NVIC，中断标志位就是状态寄存器的各种标志位，TXE发送寄存器空，RXNE接收寄存器非空。下面是波特率发生器部分，其实就是分频器，APB时钟进行分频得到发送和接收移位的时钟，时钟输入是fPCLKx，USART1挂载在APB2所以是PCLK2的时钟，一般是72M，其他USART挂载在APB1所以是PCLK1的时钟，一般是36M，之后时钟进行分频除一个USARTDIV的分频系数，分频后还要再除16得到发送器时钟和接收器时钟通向控制部分。若TE为1即发送器使能，发送部分的波特率有效，若RE为1即接收器使能，接收部分的波特率有效。
