这里仅总结一下IO控制相关及这种总线等 ~持续更新 第4部的啊
一、STM32串口通信
1 什么是串口通讯？
串行通讯是指仅用一根接收线和一根发送线就能将数据以位进行传输的一种通讯方式。尽管串行通讯的比按字节传输的并行通信慢，但是串口可以在仅仅使用两根线的情况下就能实现数据的传输。
典型的串口通信使用3根线完成，分别是地线、发送、接收。由于串口通信是异步的，所以端口能够在一根线上发送数据同时在另一根线上接收数据。串口通信最重要的参数是波特率、数据位、停止位和奇偶的校验。对于两个需要进行串口通信的端口，这些参数必须匹配，这也是能够实现串口通讯的前提。如下是串行通讯示数据传输意图。
2 串口通讯的通讯协议
最初数据是模拟信号输出简单过程量，后来仪表接口出现了RS232接口，这种接口可以实现点对点的通信方式，但这种方式不能实现联网功能，这就促生了RS485。
我们知道串口通信的数据传输都是0和1，在单总线、I2C、UART中都是通过一根线的高低电平来判断逻辑1或者逻辑0，但这种信号线的GND再与其他设备形成共地模式的通信，这种共地模式传输容易产生干扰，并且抗干扰性能也比较弱。所以差分通信、支持多机通信、抗干扰强的RS485就被广泛的使用了。
RS485通信最大特点就是传输速度可以达到10Mb/s以上，传输距离可以达到3000米左右。大家需要注意的是虽然485最大速度和最大传输距离都很大，但是传输的速度是会随距离的增加而变慢的，所以两者是不可以兼得的。
3 串口通讯的物理层
串口通讯的物理层有很多标准，例如上面提到的，我们主要讲解RS-232标准，RS-232标准主要规定了信号的用途、通讯接口以及信号的电平标准。
在上面的通讯方式中，两个通讯设备的"DB9接口"之间通过串口信号线建立起连接，串口信号线中使用"RS-232标准"传输数据信号。由于RS-232电平标准的信号不能直接被控制器直接识别，所以这些信号会经过一个"电平转换芯片"转换成控制器能识别的"TTL校准"的电平信号，才能实现通讯。
下图为DB9标准串口通讯接口：
DB9引脚说明：
上表中的是计算机端的DB9公头标准接法，由于两个通讯设备之间的收发信号(RXD与TXD)应交叉相连，所以调制调解器端的DB9母头的收发信号接法一般与公头的相反，两个设备之间连接时，只要使用"直通型"的串口线连接起来即可。
串口线中的RTS、CTS、DSR、DTR及DCD信号，使用逻辑 1表示信号有效，逻辑0表示信号无效。例如，当计算机端控制DTR信号线表示为逻辑1时，它是为了告知远端的调制调解器，本机已准备好接收数据，0则表示还没准备就绪。
4 波特率
波特率是指数据信号对载波的调制速率，它用单位时间内载波调制状态改变的次数来表示。
比如波特率为9600bps；代表的就是每秒中传输9600bit，也就是相当于每一秒中划分成了9600等份。
因此，那么每1bit的时间就是1/9600秒=104.1666...us。约0.1ms。既然是9600等份，即每1bit紧接着下一个比特，不存在额外的间隔。两台设备要想实现串口通讯，这收发端设置的波特率必须相同， 否则是没办法实现通讯的:动图演示常用通信协议原理。
收发波特率一致可以实现通讯：
收发波特率不一致，导致RX端不能正常接收：
5 串口通讯的数据结构
起始位： 起始位必须是持续一个比特时间的逻辑0电平，标志传输一个字符的开始，接收方可用起始位使自己的接收时钟与发送方的数据同步。
数据位： 数据位紧跟在起始位之后，是通信中的真正有效信息。数据位的位数可以由通信双方共同约定。传输数据时先传送字符的低位，后传送字符的高位。
奇偶校验位： 奇偶校验位仅占一位，用于进行奇校验或偶校验，奇偶检验位不是必须有的。如果是奇校验，需要保证传输的数据总共有奇数个逻辑高位；如果是偶校验，需要保证传输的数据总共有偶数个逻辑高位。
停止位： 停止位可以是是1位、1.5位或2位，可以由软件设定。它一定是逻辑1电平，标志着传输一个字符的结束。
空闲位： 空闲位是指从一个字符的停止位结束到下一个字符的起始位开始，表示线路处于空闲状态，必须由高电平来填充。
6 单双工通讯
单工： 数据传输只支持数据在一个方向上传输；
半双工： 允许数据在两个方向上传输，但某一时刻只允许数据在一个方向上传输，实际上是一种切换方向的单工通信，不需要独立的接收端和发送端，两者可合并为一个端口；
全双工： 允许数据同时在两个方向上传输，因此全双工通信是两个单工方式的结合，需要独立的接收端和发送端。
7 STM32中的串口通讯
STM32串口通信接口有两种，分别是：UART(通用异步收发器)、USART(通用同步异步收发器)，对于大容量STM32F10x系列芯片，分别由3个USART和两个UART。
TXD：数据发送引脚；
RXD：数据输入引脚
对于两芯片的间的连接，两个芯片GND共地，同时TXD和RXD交叉连接，这样两个芯片间可进行TTL电平通信。
但如果对于芯片和PC机相连，除了共地条件外，不能使用如上的直接交叉连接，虽然两者都有TXD和RXD引脚，但通常PC机使用的是RS232接口（9针），通常是TXC和RXD经过电平转换得到，故如果要使芯片与PC机的RS232接口直接通信，需要将芯片的输入输出端口也电平转换为RS232类型，再交叉连接。
二者的电平标准不同：
- 单片机的点评标准(TTL电平）：+5V表示1，0V表示0；
- RS232电平标准：+15/+13V表示0，-15/-13表示1。
因此单片机与PC机进行串口通信应该遵循：在单片机串口与上位机给出的RS232口之间，通过电平转换电路实现TTL电平与RS232电平间的转换。
如果使用USB转串口也可以实现串口通讯，USB转串口电路图如下所示。
STM32中串口通讯已经给大家建好了相应的库函数，大家在使用和配置串口的时候直接进行调用库函数和配置就行了
请大家参照一下代码：
1、初始化结构体代码
typedef struct {
uint32_t USART_BaudRate; // 波特率
uint16_t USART_WordLength; // 字长
uint16_t USART_StopBits; // 停止位
uint16_t USART_Parity; // 校验位
uint16_t USART_Mode; // USART 模式
uint16_t USART_HardwareFlowControl; // 硬件流控制
} USART_InitTypeDef;2、NVIC配置中断优先级
NVIC_Configuration(void)
{
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
/* 嵌套向量中断控制器组选择 */
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);
/* 配置USART为中断源 */
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = DEBUG_USART_IRQ;
/* 抢断优先级*/
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;
/* 子优先级 */
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;
/* 使能中断 */
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
/* 初始化配置NVIC */
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
}3、USART配置函数
void DEBUG_USART_Config(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
/* 第一步：初始化GPIO */
// 打开串口GPIO的时钟
DEBUG_USART_GPIO_APBxClkCmd(DEBUG_USART_GPIO_CLK, ENABLE);
// 将USART Tx的GPIO配置为推挽复用模式
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = DEBUG_USART_TX_GPIO_PIN;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(DEBUG_USART_TX_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure);
// 将USART Rx的GPIO配置为浮空输入模式
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = DEBUG_USART_RX_GPIO_PIN;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
GPIO_Init(DEBUG_USART_RX_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure);
/* 第二步：配置串口的初始化结构体 */
// 打开串口外设的时钟
DEBUG_USART_APBxClkCmd(DEBUG_USART_CLK, ENABLE);
// 配置串口的工作参数
// 配置波特率
USART_InitStructure.USART_BaudRate = DEBUG_USART_BAUDRATE;
// 配置 针数据字长
USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;
// 配置停止位
USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;
// 配置校验位
USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No ;
// 配置硬件流控制
USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;
// 配置工作模式，收发一起
USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;
// 完成串口的初始化配置
USART_Init(DEBUG_USARTx, &USART_InitStructure);
/*--------------------------------------------------------*/
// 串口中断优先级配置
NVIC_Configuration();
// 使能串口接收中断
USART_ITConfig(DEBUG_USARTx, USART_IT_RXNE, ENABLE);
/*--------------------------------------------------------*/
/* 第三步：使能串口 */
// 使能串口
USART_Cmd(DEBUG_USARTx, ENABLE);
}二、差分、单端信号的区别
差分放大电路的应用很多，简单介绍差分信号、单端信号的概念及差分放大电路的作用，方便大家对差分放大电路相关知识有所了解。
什么是单端信号？什么是差分信号？
单端传输是指用一根信号线和一根地线来传输信号，信号线上传输的信号就是单端信号。
优点是简单方便，缺点是抗干扰能力差。
差分传输是指在两根线上都传输信号，这两个信号的大小相等，极性相反，这两根线上传输的信号就是差分信号(差模信号)。
优点是抗干扰能力强，缺点是电路比单端传输的复杂。
差分放大电路有什么作用？
差分放大电路又称为差动放大电路，当该电路的两个输入端的电压有差别时，输出电压才有变动，因此称为差动。
差分放大电路有差模和共模两种基本输入信号，那么什么是共模信号呢？
当两输入端所接信号大小相等，极性相反时，称为差模输入信号；
当两输入端所接信号大小相等、极性相同时，称为共模信号。
实际应用中，温度的变化各种环境噪声的影响时共模噪声，也称为对地噪声，指的是两根线分别对地的噪声。
差分放大电路时直接耦合放大电路的基本组成单元，对于共模信号起到很强的抑制作用，未对差模信号起到放大租用，并且电路的放大能力与输出方式有关。
三、电路中GND的本质
虽然感觉可能不完全合适但还是记录在这里吧
问一个简单而又很难回答的电路问题：电路中的地线GND，它的本质是什么？
在PCB Layout布线过程中，工程师都会面临不同的GND处理。
这是为什么呢？在电路原理设计阶段，为了降低电路之间的互相干扰，工程师一般会引入不同的GND地线，作为不同功能电路的0V参考点，形成不同的电流回路。
GND地线的分类
- 模拟地线AGND
- 数字地线DGND
- 功率地线PGND
- 电源地线GND
- 交流地线CGND
- 大地地线EGND
细究GND的原理
工程师可能会问，一个地线GND怎么会有这么多区分，简单的电路问题怎么弄得这么复杂？
为什么需要引入这么多细分的GND地线功能呢？
工程师一般针对这类GND地线设计问题，都简单的统一命名为GND，在原理图设计过程中没有加以区分，导致在PCB布线的时候很难有效识别不同电路功能的GND地线，直接简单地将所有GND地线连接在一起。
虽然这样操作简便，但这将导致一系列问题：
1 信号串扰
假如将不同功能的地线GND直接连接在一起，大功率电路通过地线GND，会影响小功率电路的0V参考点GND，这样就产生了不同电路信号之间的串扰。
2 信号精度
模拟电路，它的考核核心指标就是信号的精度。失去精度，模拟电路也就失去了原本的功能意义。
交流电源的地线CGND由于是正弦波，是周期性的上下波动变化，它的电压也是上下波动，不是像直流地线GND一样始终维持在一个0V上不变。
将不同电路的地线GND连接在一起，周期性变化的交流地线CGND会带动模拟电路的地线AGND变化，这样就影响了模拟信号的电压精度值了。
3 EMC实验
信号越弱，对外的电磁辐射EMC也就越弱；信号越强，对外的电磁辐射EMC也就越强。
假如将不同电路的地线GND连接在一起，信号强电路的地线GND，直接干扰了信号弱电路的地线GND。其后果是原本信号弱的电磁辐射EMC，也成为了对外电磁辐射强的信号源，增加了电路处理EMC实验的难度。
4 电路可靠性
电路系统之间，信号连接的部分越少，电路独立运行的能力越强；信号连接的部分越多，电路独立运行的能力就越弱。
试想，如果两个电路系统A和电路系统B，没有任何的交集，电路系统A的功能好坏显然是不能影响电路系统B的正常工作，同样电路系统B的功能好坏也是不能影响电路系统A的正常工作。
这就好比一对陌生男女，在没有成为恋人之前，女生的情绪变化是不会影响这个男生的心情的，因为他们没有任何交集。
假如在电路系统中，将不同功能的电路地线连接在一起，就相当于增加了电路之间干扰的一个联系纽带，也即降低了电路运行的可靠性。
