实验目的
本次实验的主要目的是深入理解串行通信的基本原理和工作机制，并通过实际操作掌握串行接口的设计与调试方法。串行通信是一种广泛应用于嵌入式系统中的数据传输方式，其高效性和稳定性对于现代电子设备至关重要。通过本实验，我们期望能够熟练运用串行通信技术解决实际问题。
实验原理
串行通信是指数据一位一位地顺序传送，通常使用一根或几根信号线完成信息交换。相比并行通信，串行通信具有硬件连接简单、成本低廉的优势。常见的串行接口包括UART（通用异步收发器）、SPI（串行外设接口）和I²C（集成电路互连）。本次实验主要围绕UART展开，探讨其在数据发送与接收过程中的具体实现。
UART工作原理
UART是实现全双工串行通信的核心组件之一。它通过定义起始位、数据位、校验位及停止位等参数来确保数据正确传输。在发送端，数据被封装成特定格式后经由TX引脚输出；而在接收端，则需按照相同协议解析接收到的数据流。此外，为了保证双方同步，还需设置合适的波特率作为通信速率。
实验环境
本次实验采用以下硬件和软件资源：
- 开发板：STM32F103C8T6微控制器；
- 调试工具：Keil MDK开发环境；
- 外部设备：PC终端用于模拟接收方；
- 连接线缆：USB转TTL模块连接开发板与PC。
实验步骤
1. 初始化UART模块
配置GPIO引脚为复用功能模式，并启用USART1时钟源。设置波特率为9600bps，数据位长度为8位，无奇偶校验位，停止位为1位。
2. 编写发送函数
编写一个简单的发送函数，用于将字符串“Hello, Serial Communication!”从开发板发送至PC终端。
3. 验证接收效果
在PC端安装串口助手软件，设置相应的串口号和波特率，观察是否能正常接收到开发板发出的信息。
4. 测试错误处理机制
修改波特率参数以制造不匹配情况，检查系统能否及时检测到异常并采取相应措施。
实验结果
经过多次测试，开发板成功实现了与PC之间的稳定通信。当波特率设置为9600bps时，发送的字符串可以完整无误地显示在串口助手上；而当波特率发生变化时，虽然接收到的数据出现乱码现象，但系统并未崩溃，表明具备一定的容错能力。
实验总结
通过本次实验，我们不仅加深了对串行接口理论知识的理解，还积累了宝贵的实践经验。UART作为一种经典的串行通信协议，在嵌入式领域有着广泛的应用前景。未来工作中，我们将继续探索其他类型的串行接口技术，如SPI和I²C，进一步提升自身的技术水平。
