嵌入式实验---实验五 串口数据接收实验
一、实验目的
1、掌握STM32F103串口数据接收程序设计流程；
2、熟悉STM32固件库的基本使用。
二、实验原理
1、STM32F103R6能通过查询中断方式接收数据，每接收到一个字节，立即向对方发送一个相同内容的字节，并把该字节的十六进制码显示在两位数码管上。
三、实验设备和器材
电脑、Keil uVision5软件、Proteus 8 Professional软件
四、实验内容和步骤
4.1 代码开发
按照书本中实验流程在Keil中完成串口数据接收实验的代码开发；
4.2 原理图设计
在Proteus中完成原理图的设计，如图6所示。
图6 串口数据接收实验原理图
五、实验记录和实验结果
5.1 实验效果记录（附照片即可）
5.2 实验效果说明
程序开始运行之后，此时串口调试助手接收到“Hello USART!”字符串。这是执行printf（“Hello USART!”）；语句产生的效果，说明printf函数可用。
程序运行刚开始，两个数码管显示“00”.此时把串口调试助手的接收区和发送区的“十六进制显示”可选项都勾选，在发送区输入一个十六进制数，并单击“手动发送”。可以看到数码管上显示的十六进制数跟刚才发送的内容是相同的，并且串口调试助手的接收区也接收到相同的十六进制数，实现了项目目标的要求。
六、实验预习要求
- 实验前认真阅读本实验指导；
- 熟悉书本中相关操作及相关器件。
- 完成5.1和5.2内容。
七、思考题
1. 在串口发送和接收数据时，其中同步和异步的特点各是什么
同步传输：
- 数据的传输在时钟信号的同步控制下进行，发送端和接收端需要共享时钟信号或者使用时钟同步的协议。
- 通常会有更高的数据传输速率，适合于需要高效率数据传输的场景。
- 传输的过程中要求发送端和接收端的速度一致，以确保数据的同步性和正确性。
异步传输：
- 数据的传输不需要共享时钟信号，而是通过起始位、数据位、校验位和停止位来确定数据的开始和结束。
- 发送端和接收端的时钟可以是不同的，通信双方不需要时钟同步。
2、使用串口功能时的配置流程
- 选择串口和引脚配置：确定要使用的串口号（如UART0、UART1等）和相应的物理引脚连接。需要查阅硬件手册或者开发板文档，确认串口对应的引脚及其功能。
- 设置串口参数：确定串口通信的参数，包括波特率（Baud Rate）、数据位、停止位、校验位等。波特率是串口通信的速率，需要发送端和接收端设置相同的波特率才能正常通信。
- 数据位一般为5、6、7或8位；停止位通常为1位或2位；校验位可以选择无校验、奇校验或偶校验。
- 配置串口控制寄存器：根据硬件平台的要求，通过写入串口控制寄存器来配置波特率、数据位、停止位、校验位等参数。不同的微控制器或者芯片可能有不同的寄存器配置方法，需要查阅相关的芯片手册或者数据表来了解具体操作。
- 使能串口功能：配置完成后，使能串口，允许串口开始工作。这通常涉及设置相应的控制位或者寄存器，以启用串口发送和接收功能。
- 编写串口发送和接收代码：编写发送数据和接收数据的代码逻辑，通常涉及到发送数据函数和接收数据函数的实现。发送数据时，将要发送的数据写入到串口发送缓冲区，然后由串口硬件发送。接收数据时，通过轮询或者中断方式，从串口接收缓冲区读取接收到的数据。
- 调试和测试：在实际应用中，进行串口功能的调试和测试，确保发送和接收的数据符合预期。可以通过串口调试助手或者类似工具来监视串口数据的发送和接收情况，以便及时发现和解决问题。
- 优化和稳定性测试：针对具体应用需求，优化串口通信的性能和稳定性。可以考虑使用硬件流控制或者 DMA（直接内存访问）等技术来提高数据传输效率和可靠性。