STM32 串口概念 UART协议

串口概念

1. 串口说明

以上都是串行通信电器标准，是串口通信的方式之一

TTL（重点介绍）
RS232
RS485
RS422

2. TTL

(1) TTL 介绍

TTL 的全称是：Transistor--Transistor Logic（晶体管-晶体管逻辑）

最初是指一种数字电路逻辑标准（早期 74 系列逻辑芯片就是 TTL 逻辑）。

在串口通信中，"TTL 电平"通常指：

使用 0V 和 3.3V 或 5V 电平 表示逻辑 0 和逻辑 1 的串行通信信号标准。

TTL 串口通常基于 UART（通用异步收发器）

其通信过程如下：

两端事先约定通信参数：波特率、数据位、校验位、停止位；
数据以位为单位串行发送；
一帧数据格式如下：

scss 复制代码

   ┌─起始位(0)─┬──数据位(8位)──┬─校验位(可选)─┬─停止位(1或2)─┐
   │             │                │               │               │
时间→  L         xxxxxxxx          ?               H

举例：波特率=9600，数据位=8，停止位=1，无校验 → 称为"8N1"格式。

TTL 串口 = UART 协议 + TTL 电平。

TTL 串口的连接方式：

常见连接方法：

复制代码

设备A(TTL)         设备B(TTL)
-------------------------------
TX (发送)   --->   RX (接收)
RX (接收)   <---   TX (发送)
GND         <----> GND

发送端的TX 要链接接收端的RX
发送端的RX 要链接接收端的TX

基于发送与接收都是不同的线的特点，所以它是全双工的（能同时发送和同时接受）。

(2) TTL 做板级通信

板级通信 指的是：

在 同一设备内部、不同电路板（或芯片模块）之间 进行的数据通信。

选择TTL做板级通信的优势：

板内部件较近，只需引脚连接，简单成本低
不需要高压驱动，成本低
不会远距离干扰，抗干扰强

(3) TTL 使用的 UART协议

TTL 与 UART 关系

UART 是通信协议层（通信规则），TTL 是它的电平实现层（信号电平）。

对于其他的电气标准，它们也是使用UART协议，只是电平实现方式不同而已。

a. UART 是什么

UART 全称是 Universal Asynchronous Receiver/Transmitter （通用异步收发器），是一种 串行通信方式/协议。

它定义了：

数据如何分成一帧帧发送（起始位、数据位、校验位、停止位）；
波特率（bit 速率）；
同步规则（异步）；
数据流方向（TX→RX）

b. UART 协议包含部分

类别	内容	说明
通信方式	异步串行通信	不用时钟线，只用 TX、RX
帧结构定义	起始位 + 数据位 + 校验位 + 停止位	一帧即一个字节（Byte）
波特率（Baud Rate）	9600、115200 等	每秒传输的位数
数据位长度	一般 5～9 位（常用 8 位）	数据部分长度
校验位（Parity）	无、偶、奇	检测错误用
停止位（Stop Bit）	1 位或 2 位	表示一帧结束
数据传输方向	全双工	可以同时收发
电平标准	TTL / RS232 / RS485	物理层电平实现
流控（可选）	硬件（RTS/CTS）或软件（XON/XOFF）	控制发送节奏

c. UART 通信设备

它的通信设备有很多种，我下面列举部分：

分类	代表设备	电平类型	通信说明
传感器类	GPS、PM2.5、超声波模块	TTL	输出数据给 MCU
通信模块	WiFi、蓝牙、4G、LoRa	TTL	串口发送/接收 AT 命令
扩展模块	串口屏、RS232/RS485 转换	TTL/RS232/RS485	控制显示或扩展通信
电脑端	USB 转 TTL、RS232 口	TTL/RS232	与 MCU 通信或调试