一、串口 (Serial Port / UART)

串口（Serial Port）、I²C（Inter-Integrated Circuit）、SPI（Serial Peripheral Interface）是三种常用的微控制器之间的通信协议。下面我将分别解释这些通信方式的概念、特点和常见使用场景，并提供一个简单的示例代码框架。

串口 (Serial Port / UART)

概念： 串口通信通常指的是异步串行通信，使用通用异步收发传输器（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter, UART）来实现。数据在发送前被从并行格式转换成串行格式，然后在接收端再转换回并行格式。

特点：

• 异步通信，不需要时钟信号。
• 使用两根线：TX（发送）和RX（接收）。
• 波特率可配置，用于控制数据传输速率。

使用场景：

• 微控制器与计算机（通过串口线）通信。
• 微控制器之间的点对点通信。
• 连接至无线模块、GPS模块等。

#include "stm32f4xx_hal.h" // 引入STM32 HAL库头文件// 定义USART1的TX和RX引脚以及使用的GPIO端口
#define USART1_TX_PIN GPIO_PIN_9
#define USART1_RX_PIN GPIO_PIN_10
#define USART1_GPIO_PORT GPIOA// 定义USART1的中断线
#define USART1_IRQn USART1_IRQn// 创建USART处理结构体实例
USART_HandleTypeDef huart1;// 声明系统时钟配置函数
void SystemClock_Config(void);
// 声明GPIO初始化函数
static void MX_GPIO_Init(void);
// 声明USART初始化函数
static void MX_USART1_UART_Init(void);int main(void)
{HAL_Init(); // 初始化HAL库SystemClock_Config(); // 配置系统时钟MX_GPIO_Init(); // 初始化GPIOMX_USART1_UART_Init(); // 初始化USART1// 初始化USART1句柄if (HAL_UART_Init(&huart1) != HAL_OK){Error_Handler(); // 如果初始化失败，则调用错误处理函数}while (1){char data = 'H'; // 定义要发送的字符HAL_UART_Transmit(&huart1, &data, 1, 1000); // 发送数据}
}// 错误处理函数
void Error_Handler(void)
{while (1); // 无限循环，停止程序执行
}// 系统时钟配置函数
void SystemClock_Config(void)
{// ... 系统时钟配置代码 ...
}// GPIO初始化函数
static void MX_GPIO_Init(void)
{GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0}; // 创建GPIO初始化结构体实例__HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE(); // 开启GPIOA时钟// 配置USART1的TX和RX引脚GPIO_InitStruct.Pin = USART1_TX_PIN | USART1_RX_PIN;GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP; // 配置为复用推挽输出模式GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP; // 配置上拉电阻GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_VERY_HIGH; // 设置高速GPIO_InitStruct.Alternate = GPIO_AF7_USART1; // 配置为USART1的复用功能HAL_GPIO_Init(USART1_GPIO_PORT, &GPIO_InitStruct); // 初始化GPIO
}// USART初始化函数
static void MX_USART1_UART_Init(void)
{// 创建USART初始化结构体实例huart1.Instance = USART1;huart1.Init.BaudRate = 115200; // 设置波特率为115200bpshuart1.Init.WordLength = UART_WORDLENGTH_8B; // 数据长度为8位huart1.Init.StopBits = UART_STOPBITS_1; // 停止位为1位huart1.Init.Parity = UART_PARITY_NONE; // 无奇偶校验huart1.