STM32F103标准库开发---Uart串口通信实验---I/O口模拟串口通信----延时法

UART是一种通用串行数据总线，用于异步通信。该总线双向通信，可以实现全双工传输和接收。

一、串口传输协议

1. 传输方式

串口通信的数据由发送设备通过自身的TXD接口传输到接收设备得RXD接口， 一个字符一个字符地传输，每个字符一位一位地传输，并且传输一个字符时，总是以“起始位”开始，以“停止位”结束，字符之间没有固定的时间间隔要求。

每一个字符的前面都有一位起始位(低电平)，字符本身由8位数据位组成，接着字符后面是一位校验位(检验位可以是奇校验、偶校验或无校验位)，最后是一位或一位半或二位停止位，停止位后面是不定长的空闲位，停止位和空闲位都规定为高电平。具体如下图所示。

实际传输时每一位的信号宽度与波特率有关，波特率越高，宽度越小，在进行传输之前，双方一定要使用同一个波特率设置。

波特率

波特率：每秒钟传输的数据位数(bit)。

波特率的单位是每秒比特数(bps)，串口典型的传输波特率600bps，1200bps，2400bps，4800bps，9600bps，19200bps等。

以波特率9600bps为例：1秒钟传输9600位(bit)数据，所以传输1位(bit)数据需要1000000us/9600=104us。

空闲位

空闲位：处于逻辑“1”状态，高电平，每个字符之间都会有一段空闲位，表示当前线路上没有数据传输。

起始位

起始位：处于逻辑”0”状态，低电平，表示数据传输的开始。

数据位

数据位：一般是8位数据位(低位在前，高位在后)，传输有效数据。

校验位

校验位：校验方法有奇校验(odd)、偶校验(even)以及无(noparity)，用来校验数据传送的正确性。

停止位

停止位：一个字符数据的结束标志，可以是1位、1.5位、2位的高电平，表示数据传输的结束。

二、I/O口模拟串口通信----延时法

这次以波特率9600bps，1位起始位，8位数据位，无校验位，1位停止位的传输方式为例，实现模拟串口通信。

具体程序如下：

Uart1sim.c

#include "Uart1sim.h"

#include "delay.h"

void Uart1sim_GPIO_Config(void) //模拟串口引脚配置初始化

{

  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

  RCC_APB2PeriphClockCmd( RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE); // 使能PD端口时钟 

//UART1SIM_TX   PB.5

  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5 ;

  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;//推挽输出    

  GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

  GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);  //初始化PD端口

  GPIO_ResetBits(GPIOB, GPIO_Pin_5);  

//UART1SIM_RX   PB.6

  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6;

  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;//浮空输入

  GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);  //初始化PA10

}

/*

功能：模拟串口发送

参数：data---要发送的数据

*/

void Uart1sim_Txout(u8 data) //模拟串口发送

{

  unsigned char i;

  UART1SIM_TX(1);//空闲---高电平

  delay_us(RATE9600); 

  UART1SIM_TX(0);//起始位---低电平

  delay_us(RATE9600); 

  for(i=0x01;i!=0;i<<=1)//8位数据位

  {

if(i&data) UART1SIM_TX(1);

else       UART1SIM_TX(0);

delay_us(RATE9600); 

  }

  UART1SIM_TX(1);//停止位---高电平

  delay_us(RATE9600); 

}

/*

功能：模拟串口接收

参数：*data存储接收到数据的地址

返回值：1---接收，0---未接收

*/

u8 Uart1sim_Rxout(u8* data) //模拟串口接收

{

unsigned char i=0,Rxdata;

if(UART1SIM_RX==0)//起始位

{

delay_us(RATE9600);

for(i=0x01;i!=0;i<<=1)

{

if(UART1SIM_RX==1) Rxdata|=i;

else        Rxdata&=~i;

delay_us(RATE9600); 

}

*data=Rxdata;

return 1;

}

return 0;

}

Uart1sim.h

#ifndef __UART1SIM_H

#define __UART1SIM_H

#include "stm32f10x.h"

#define RATE9600 (1000000/9600)   //1s=1000ms=1000000us 

#define UART1SIM_RX  GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_6)

#define UART1SIM_TX(a) if (a)

GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_5);

else   

GPIO_ResetBits(GPIOB,GPIO_Pin_5)

void Uart1sim_GPIO_Config(void) ;

void Uart1sim_Txout(u8 data);

u8 Uart1sim_Rxout(u8* data);

#endif

注意1： 利用延时的方法模拟串口通信，有一些弊端，当程序的中断时间过长的时候，收发都会有影响。

注意2： 由于接收是引脚的低电平检测触发，当程序的运行周期过长的时候，有可能出现接收不到的现象。