前言：本章为通信接口的简单介绍。下一章节讲解UART。
目录
[六、UART 数据帧结构](#六、UART 数据帧结构)
[七、UART 时序图分析](#七、UART 时序图分析)
[八、UART 的同步与误差](#八、UART 的同步与误差)
一、通信接口简介
在嵌入式系统中，通信接口是微控制器与外部设备进行数据交换的桥梁。常见的通信接口包括：
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UART（通用异步收发器）
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SPI（串行外设接口）
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I²C（集成电路间通信）
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CAN（控制器局域网）
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USB、Ethernet 等高速接口
这些接口的区别主要在于数据传输方式、同步方式、传输速率和应用场景。
而在众多通信接口中，UART 串口通信是最基础、最常用的接口之一，几乎所有单片机都具备 UART 模块。
二、串口通信原理
UART（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter） 中文称为通用异步收发器 。
它是一种异步 、全双工的串行通信方式，也就是说：
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"异步"表示通信双方不共享时钟信号，而是依靠波特率来保持同步；
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"全双工"意味着发送和接收可以同时进行。
UART 通信以比特为单位 在一条线上依次发送数据，因此被称为串行通信 。
相比并行通信，虽然速度略慢，但线路简单、成本低、抗干扰能力强。
三、串口通信的硬件连接
在 STM32C8T6 中，串口通信一般使用 USART1、USART2、USART3 等硬件外设。
每个 USART 都有两条主要信号线：
常见连接方式
1.MCU 与上位机通信（如电脑）
电脑通常没有直接的 UART 接口，因此需要使用 USB 转 TTL 模块（如 CH340、CP2102、FT232） 将信号转换后连接。
STM32 TX → USB-TTL RX
STM32 RX → USB-TTL TX
GND → GND
2.MCU 与 MCU 通信
两个 STM32 之间也可以通过交叉连接 TX/RX 实现通信。
四、口通信的电平标准
UART 只是通信协议规范，而具体的电平标准决定了信号电压范围。常见的有两种：
STM32 的 UART 口使用 TTL 电平 。
若要与电脑的 RS-232 串口通信，需要通过 MAX232 芯片进行电平转换。
五、串口通信的参数
UART 通信双方必须在通信前约定好相同的参数，否则会出现乱码或丢包。常见参数包括：
常用配置是 8N1：
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8 位数据
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无校验位（N）
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1 位停止位
六、UART 数据帧结构
在 UART 中，数据以帧（Frame）为单位发送。
一个典型的 8N1 数据帧如下图所示：
空闲线 起始位 数据位0~7 停止位
| | | |
|--------------|---------|-----------|
1 (高) 0 (低) bit0→bit7 1 (高)
解释：
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空闲状态：线路为高电平
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起始位：低电平表示传输开始
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数据位：从低位（LSB）开始发送
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停止位：高电平表示传输结束
七、UART 时序图分析
下面是 UART 的标准时序图（以 8N1 格式为例）：
电平
高 ────────────────────────────────────────────
↓起始位 ↑停止位
┌───┐ ┌───┐ ┌───┐ ┌───┐ ┌───┐ ┌───┐ ┌───┐ ┌───┐
低───┘ └─┘ └─┘ └─┘ └─┘ └─┘ └─┘ └─┘ └───────────
|<- 每一位的持续时间取决于波特率 ->|
例如：
波特率 = 9600 bps → 每位时间 = 1/9600 ≈ 104.17 μs
那么发送 1 帧（10 位数据：1+8+1）需要约 1.04 ms。
八、UART 的同步与误差
UART 是异步通信，因此接收方没有外部时钟，只能依靠波特率匹配。
在通信中允许少量误差（一般 ±2% 以内）。
若误差过大，会导致采样点偏移，从而产生错误。
因此，在 STM32 中，通常需要使用 定时器精确设置波特率分频系数，以保证通信稳定。
九、总结
UART 串口通信作为嵌入式系统中最常用的通信方式之一，具有以下优点：
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硬件结构简单
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软件实现方便
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调试友好（可通过串口调试助手直接查看数据）
在 STM32C8T6 中，UART 模块由 USART 外设 实现，不仅支持标准异步通信，还可支持同步模式、LIN、IrDA 等多种扩展功能。