当前位置：首页 > news >正文

STM32- 笔记2

news 2025/11/28 15:36:33

1 上拉和下拉电阻

单片机的上拉电阻到底在拉什么？_哔哩哔哩_bilibili

下拉电阻的通俗解释，你真正知道吗？_哔哩哔哩_bilibili

上拉电阻的通俗解释，你真正知道吗？_哔哩哔哩_bilibili

2 STM32学习笔记-I2C通信协议

STM32学习笔记-I2C通信协议_stm32 i2c通信协议-CSDN博客

IIC通讯协议详解（电路和时序图）_iic通信协议-CSDN博客

I2C协议靠这16张图彻底搞懂（超详细）_iic协议图-CSDN博客

3 UART - 也是硬件实现

3.1

是的，UART（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，通用异步接收发射器）是一种硬件实现的通信协议，用于在计算机或微控制器之间进行串行通信。UART 的硬件实现负责数据的异步传输和接收，它是串行通信中最基础和最常用的方式之一。下面是一些关于 UART 的详细信息：

1. UART 硬件组件

发送端（Transmitter）：负责将数据从并行格式转换为串行格式并发送。它包括数据寄存器和移位寄存器，用于逐位发送数据。
接收端（Receiver）：负责接收串行数据并将其转换回并行格式。接收端也包括数据寄存器和移位寄存器，用于逐位接收数据。
波特率发生器：负责生成时钟信号，确定数据传输的速度（波特率）。发送和接收端需要同步其时钟信号以确保数据正确传输。
控制逻辑：管理数据传输的控制信号，如起始位、停止位和奇偶校验位。

2. UART 通信协议

异步通信：UART 是异步通信协议，这意味着数据传输不依赖于共享时钟信号。相反，它使用起始位和停止位来同步发送和接收的数据。
起始位和停止位：每个数据帧以一个起始位开始，后跟数据位（通常是 7 位或 8 位），然后是可选的奇偶校验位和一个或多个停止位。起始位和停止位帮助接收端识别数据帧的边界。
波特率：定义了数据传输的速率，单位是波特（Baud）。发送端和接收端必须设置为相同的波特率，以确保正确的数据传输。

3. UART 数据传输

发送数据：数据通过 UART 发送端逐位传输。数据通常从数据寄存器加载到移位寄存器，然后通过串行线发送出去。
接收数据：数据通过 UART 接收端逐位接收。接收到的数据位被存储在接收移位寄存器中，并最终加载到数据寄存器中，以供处理。

4. UART 的优势

简单性：UART 实现简单，不需要复杂的协议或时钟同步。
成本低：UART 硬件通常非常简单且成本低廉，适合各种应用。
适用广泛：UART 被广泛应用于微控制器、计算机和外部设备之间的串行通信，如调试、数据传输和控制信号传输等。

5. UART 的局限性

距离限制：UART 通信适合短距离传输，较长距离可能会受到信号衰减和干扰的影响。
数据速率限制：尽管 UART 支持多种波特率，但在高速通信时可能会遇到问题，如信号失真和数据错误。
没有错误检测：虽然 UART 可以通过奇偶校验进行基本的错误检测，但没有内建的复杂错误校正机制。

6. UART 和其他通信协议

与 I2C 和 SPI 比较：UART 是点对点通信协议，适用于简单的串行数据传输；而 I2C 和 SPI 支持多设备通信和更复杂的通信模式。UART 通常用于串口通信和调试，而 I2C 和 SPI 适用于传感器和其他外围设备的集成。

总之，UART 是一种简单而有效的硬件实现的串行通信协议，广泛用于各种电子和计算机系统中。

3.2通过UART发送“hello”，软件A只需要向硬件写入“hello”，其他都是由硬件执行。然后，软件B从硬件读取即可 - 对吧

是的，你的理解是正确的。在使用 UART 通信协议时，通常涉及到的软件和硬件之间的协作如下：

发送数据

软件A（发送端）：
- 软件A 将要发送的数据（如 "hello"）写入 UART 发送寄存器。
- 软件A 设置正确的波特率和配置（如数据位长度、停止位、奇偶校验等）。
- 软件A 启动数据发送。
硬件（UART 发送端）：
- 硬件将数据从发送寄存器读取，并将其逐位转换为串行信号。
- 硬件将串行信号发送到接收端（通常通过物理线）。

接收数据

硬件（UART 接收端）：
- 硬件接收串行数据并将其逐位转换回并行格式。
- 硬件将接收到的数据存储在接收寄存器中。
软件B（接收端）：
- 软件B 从接收寄存器读取数据。
- 软件B 对接收到的数据进行处理（如将数据从寄存器中读取并转换为 "hello"）。

总结

软件A 负责将数据写入 UART 发送寄存器并启动发送。硬件负责将数据转换为串行信号并通过物理通道发送出去。
硬件负责接收串行数据并将其转换为并行数据，然后将其存储在接收寄存器中。
软件B 负责从接收寄存器读取数据并进行处理。

这种方式使得 UART 通信过程在软件和硬件之间进行了有效的分离。软件只需要处理高层的数据操作和配置，而硬件则负责低层的数据转换和传输。这种硬件和软件的分工使得 UART 通信既高效又简

3.3 奇偶校验 - 由硬件执行？

是的，奇偶校验通常由硬件在 UART 通信中执行。奇偶校验是一种基本的错误检测机制，用于确保数据在传输过程中没有被篡改或发生错误。以下是关于奇偶校验的更多细节：

奇偶校验的基本概念

奇偶校验位：在每个数据帧中，奇偶校验位用于检测传输过程中可能发生的错误。它可以是奇校验（Odd Parity）或偶校验（Even Parity）。
- 奇校验：如果数据中 1 的个数是偶数，则校验位为 1；如果是奇数，则校验位为 0。这样总的 1 的个数将是奇数。
- 偶校验：如果数据中 1 的个数是奇数，则校验位为 1；如果是偶数，则校验位为 0。这样总的 1 的个数将是偶数。

硬件执行

硬件校验：在许多 UART 硬件模块中，奇偶校验是由硬件自动处理的。当配置了奇偶校验功能后，UART 硬件会自动在数据帧的末尾添加校验位，并在接收数据时检查该位。
数据发送：发送端的硬件模块在将数据写入发送寄存器时，会自动计算并附加奇偶校验位。
数据接收：接收端的硬件模块在接收数据时，会自动检查奇偶校验位是否正确，并可能触发错误标志或中断，如果发现校验错误。

软件配置

配置奇偶校验：虽然奇偶校验的实际计算和检查由硬件完成，但软件需要配置 UART 硬件以启用或禁用奇偶校验，并选择奇校验或偶校验模式。这通常通过配置 UART 控制寄存器来完成。

奇偶校验的优缺点

优点：
- 简单有效：奇偶校验是一种简单的错误检测方法，能在数据传输中检测到单个比特位的错误。
- 硬件支持：大多数 UART 硬件模块都支持奇偶校验，可以简化错误检测的实现。
缺点：
- 有限的错误检测能力：奇偶校验只能检测到单个比特错误，无法检测到多个比特错误或错位的错误。
- 无法纠正错误：它只能检测到错误，而不能纠正错误。对于更复杂的错误检测和纠正需求，可能需要使用其他协议或方法，如 CRC（循环冗余检查）或更复杂的校验算法。