STM32如何通过软件模拟串口通信？

电子设计联盟

q3lfybxmrjf64071559905.gif

8 d, N0 ?# k  P! K点击上方蓝色字体，关注我们

" d8 z4 Y; h9 B4 L) K
关键是通过精确控制GPIO的时序、波特率、数据位和停止位来完成数据传输。
% ^# c: K0 o- I8 u  U
这种方法适用于一些没有USART硬件支持的场景，或者当其他硬件资源已被占用时。
% i6 S8 Z9 ?; Z2 F1 V
1 d! N' t2 V$ l4 L& _) J2 K软件串口通信通过控制一个普通的GPIO引脚模拟串口通信的时序。

4 J* Q( A9 w' H它模拟的过程包括发送和接收的时钟控制、数据位的编码和解码、起始位和停止位等内容。
$ Y7 K3 P: W  D& l+ B# S1 M
例如，使用一个GPIO引脚作为TX（数据发送端），另一个作为RX（数据接收端）。

1 P% Y# S: B/ ^4 w3 z+ g

fezmk1glcwi64071560006.png

6 m2 v) @, y6 w6 V在数据传输时，TX端会根据约定的波特率按照特定的时序（起始位、数据位、停止位等）发送数据。

接收端RX则需要在固定的时钟节奏下读取数据并解码。
- G9 Q# }# U1 p
# M* Q' j2 v. N' q2 @通常实现方法有两种：

基于定时器的实现：通过定时器生成精确的时间间隔，确保每一位数据的传输时长精确匹配所选波特率。例如，配置一个定时器以精确产生特定频率的时钟信号，利用定时器的中断或直接在主循环中进行波形控制，从而模拟串口的发送和接收。

基于外部中断的接收：接收端可以通过GPIO引脚配置为外部中断模式，当引脚电平变化时，触发中断并在中断服务程序中读取数据。由于接收的数据是按位传输的，因此需要在中断中管理每一位的接收，并按照约定的波特率来解析数据。
/ A; V6 ~9 W2 V1 I
软件串口通信的优缺点优点：

灵活性高：不需要硬件的USART引脚，任何GPIO引脚都可以用来进行通信，适用于没有USART硬件支持的情况。

占用资源少：仅通过软件来实现，硬件资源占用较少，不需要额外的硬件模块。

便于调试和扩展：可以轻松修改通信协议，适合一些特殊的通信需求。
[/ol]
; J0 k5 w9 ]. _0 Z& \0 h% o缺点：

效率较低：软件串口比硬件串口慢，因为它需要依赖主处理器来处理时序，且需要精确的时延控制，容易受主处理器负载影响。

占用CPU资源：由于需要精确的时序控制，软件串口通信会消耗较多的CPU周期，尤其是在高波特率时。

受时钟漂移影响大：由于没有硬件支持，时序可能受到系统时钟漂移的影响，需要时常校准。
[/ol]
8 S9 ?% }0 ~0 Y0 {# V7 v

jlw0m4hjjqq64071560106.jpg

a0tgr4pqevb64071560206.gif

点击阅读原文，更精彩~