通信模式
🧩 一、通信的目的与协议
通信的目的：
👉 将一个设备的数据发送到另一个设备，实现信息交互或硬件扩展。
比如：主控 MCU 读取传感器数据，或与电脑交换数据。
通信协议：
👉 制定通信双方的规则（格式、时序、电平等），
使得双方能按照统一标准正确地收发数据。
| 名称 | 引脚 | 双工 | 时钟 | 电平 | 设备结构 |
|---|---|---|---|---|---|
| USART | TX、RX | 全双工 | 异步 | 单端 | 点对点 |
| I2C | SCL、SDA | 半双工 | 同步 | 单端 | 多设备 |
| SPI | SCLK、MOSI、MISO、CS | 全双工 | 同步 | 单端 | 多设备 |
| CAN | CAN_H、CAN_L | 半双工 | 异步 | 差分 | 多设备 |
| USB | DP、DM | 半双工 | 异步 | 差分 | 点对点 |
全双工：可以同时发送和接收；像打电话，两人能同时说、同时听
半双工：不能同时进行，只能一方发、一方收；不能同时进行，只能一方发、一方收
异步：无独立时钟线，双方各自时钟
同步：有独立时钟线，主设备提供
串口通信：
参数及时序
波特率：串口通信的速率
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
STM32CubeMx的具体配置
1.设置RCC
设置高速外部时钟HSE 选择外部时钟源
2.设置烧录口
设置Debug: Serial Wire
3.设置串口
1点击USATR1
2设置MODE为异步通信(Asynchronous)
3基础参数：波特率为115200 Bits/s。传输数据长度为8 Bit。奇偶检验无，停止位1 接收和发送都使能
- 4GPIO引脚设置 USART1_RX/USART_TX
- 5 NVIC Settings 一栏使能接收中断
4.设置时钟
注：这里输入72就可以了
5.项目文件设置
- 1 设置项目名称
2 设置存储路径
3 选择所用IDE
6.创建工程文件
然后点击GENERATE CODE 创建工程
配置下载工具
新建的工程所有配置都是默认的 我们需要自行选择下载模式，勾选上下载后复位运行
修改代码优化等级：选择不优化
然后编译
没有问题就可以正常编译代码；
有问题的话：推荐解决方法
浏览器搜索：CSDN，然后在csdn里面搜索自己的问题
浏览器搜索Ai工具像：deepseek,腾讯元宝，豆包，然后输入自己的问题
HAL库UART函数库介绍
1、串口发送/接收函数
HAL_UART_Transmit();串口发送数据，使用超时管理机制
HAL_UART_Receive();串口接收数据，使用超时管理机制
HAL_UART_Transmit_IT();串口中断模式发送
HAL_UART_Receive_IT();串口中断模式接收
HAL_UART_Transmit_DMA();串口DMA模式发送
HAL_UART_Transmit_DMA();串口DMA模式接收
这几个函数的参数基本都是一样的，我们挑两个讲解一下
HAL_UART_Transmit(UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t *pData, uint16_t Size, uint32_t Timeout)
功能：串口发送指定长度的数据。如果超时没发送完成，则不再发送，返回超时标志（HAL_TIMEOUT）。
参数：
UART_HandleTypeDef *huart UATR的别名 如 : UART_HandleTypeDef huart1; 别名就是huart1
*pData 需要发送的数据
Size 发送的字节数
Timeout 最大发送时间，发送数据超过该时间退出发送
举例：
HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)ZZX, 3, 0xffff); //串口发送三个字节数据，最大传输时间0xffff
HAL_UART_Receive_IT(UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t *pData, uint16_t Size)
功能：串口中断接收，以中断方式接收指定长度数据。
大致过程是，设置数据存放位置，接收数据长度，然后使能串口接收中断。接收到数据时，会触发串口中断。
再然后，串口中断函数处理，直到接收到指定长度数据，而后关闭中断，进入中断接收回调函数，不再触发接收中断。(只触发一次中断)
参数：
UART_HandleTypeDef *huart UATR的别名 如 : UART_HandleTypeDef huart1; 别名就是huart1
*pData 接收到的数据存放地址
Size 接收的字节数
举例： HAL_UART_Receive_IT(&huart1,(uint8_t *)&value,1); //中断接收一个字符，存储到value中
2、串口中断函数
HAL_UART_IRQHandler(UART_HandleTypeDef *huart); //串口中断处理函数
HAL_UART_TxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart); //串口发送中断回调函数
HAL_UART_TxHalfCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart); //串口发送一半中断回调函数（用的较少）
HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart); //串口接收中断回调函数
HAL_UART_RxHalfCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart);//串口接收一半回调函数（用的较少）
HAL_UART_ErrorCallback();串口接收错误函数
==串口接收中断回调函数：==
HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart);
功能：HAL库的中断进行完之后，并不会直接退出，而是会进入中断回调函数中，用户可以在其中设置代码，
串口中断接收完成之后，会进入该函数，该函数为空函数，用户需自行修改，
参数：
UART_HandleTypeDef *huart UATR的别名 如 : UART_HandleTypeDef huart1; 别名就是huart1
举例： HAL_UART_RxCpltCallback(&huart1){ //用户设定的代码 }
串口中断处理函数
HAL_UART_IRQHandler(UART_HandleTypeDef *huart);
功能：对接收到的数据进行判断和处理 判断是发送中断还是接收中断，然后进行数据的发送和接收，在中断服务函数中使用
如果接收数据，则会进行接收中断处理函数
3.串口查询函数
HAL_UART_GetState(); 判断UART的接收是否结束，或者发送数据是否忙碌
举例：
while(HAL_UART_GetState(&huart4) == HAL_UART_STATE_BUSY_TX) //检测UART发送结束
USART接收与发送
重新定义printf函数
包含
include
/* USER CODE BEGIN Includes */
#include \
/* USER CODE END Includes */
勾选Use MicroLIB
/* Private user code ---------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN 0 */
在这重写fgett函数
/* USER CODE END 0 */
在主循环添加测试代码
可以看到上位机接收我们发送到的数据
注意：一开始使用这个可能会乱码，需要更改中文编码设置
UART接收中断
因为中断接收函数只能触发一次接收中断，所以我们需要在中断回调函数中再调用一次中断接收函数
1、初始化串口
2、在main中第一次调用接收中断函数
3、进入接收中断，接收完数据 进入中断回调函数
4、修改HAL_UART_RxCpltCallback中断回调函数，处理接收的数据，
5 回调函数中要调用一次HAL_UART_Receive_IT函数，使得程序可以重新触发接收中断
上位机发送信息
数据包
一般互相通信，通常会选择制定一个数据包来发送和解析
格式：
[包头] [数据区] [包尾]
(其中包头、数据区、包尾的总长度是固定的)
看看效果
