STM32外围电路硬件解析

只看该作者 · 2022-8-24 23:00

这就是UART做的最基本工作，进一步的，它还要控制“发车的班次”，比如确认一个Byte的这8个bit是什么时候开始的，又是什么时候结束的，两个班次之间至少要隔多长时间的缓冲，等等。这一部分，也具有协议的特征，但是相对于道路上的协议，更具有一般性，或曰，是与车在什么道路上开，相对独立的。

只看该作者 · 2022-8-24 23:00

只看该作者 · 2022-8-24 23:02

RS232/RS485，是两种不同的电气协议，也就是说，是对电气特性以及物理特性的规定，作用于数据的传输通路上，它并不内含对数据的处理方式。比如，最显著的特征是：RS232使用3－15v有效电平，而UART，因为对电气特性并没有规定，所以直接使用CPU使用的电平，就是所谓的TTL电平（可能在0~3.3V之间）。更具体的，电气的特性也决定了线路的连接方式，比如RS232，规定用电平表示数据，因此线路就是单线路的，用两根线才能达到全双工的目的；而RS485，使用差分电平表示数据，因此，必须用两根线才能达到传输数据的基本要求，要实现全双工，必需用4根线。但是，无论使用RS232还是RS485，它们与UART是相对独立的，但是由于电气特性的差别，必须要有专用的器件和UART接驳，才能完成数据在线路和UART之间的正常流动。

只看该作者 · 2022-8-24 23:04

UART、RS232、RS485它们实际上都是串口上面的属性，只不过它们的功能不一样。UART的功能是将串行转并行，而RS232、RS485是一种电平标准

只看该作者 · 2022-8-24 23:06

TTL电平信号:

TTL电平标准：

输出 L： <0.8V ；

输出 H：>2.4V。

输入 L： <1.2V ；

输入H： >2.0V。

TTL电平信号之所以被广泛使用，原因是：通常我们采用二进制来表示数据。而且规定，+5V等价于逻辑“1”，0V等价于逻辑“0”。这样的数据通信及电平规定方式，被称做TTL（晶体管-晶体管逻辑电平）信号系统。

TTL电平长距离传输不了，抗干扰不行，衰减也大。长距离传输过程只能用RS232电平或者485电平，后者更远，在发送部分将TTL转换后，传输，接收部分再将传输电平转换为TTL电平。TTL作为逻辑电平很好，但是长距离传输确实能力有限。

只看该作者 · 2022-8-24 23:07

RS232串口
RS232是计算机与通信工业应用中最广泛一种串行接口。它以全双工方式工作，需要地线、发送线和接收线三条线。RS232只能实现点对点的通信方式。
RS232串口缺点
●接口信号电平值较高，接口电路芯片容易损坏。
●传输速率低，最高波特率19200bps。
●抗干扰能力较差。
●传输距离有限，一般在15m以内。
●只能实现点对点的通讯方式。
RS232串口接口定义
RXD：接收数据，TXD：发送数据，GND/SG：信号地。

逻辑1(MARK)=-3V～-15V

逻辑0(SPACE)=+3～+15V

只看该作者 · 2022-8-24 23:08

RS485串口
RS485串口特点
●RS485采用平衡发送和差分接收，具有良好的抗干扰能力,信号能传输上千米。
●RS485有两线制和四线制两种接线。采用四线制时，只能实现点对多的通讯(即只能有一个主设备，其余为从设备)。四线制现在很少采用，现在多采用两线制接线方式。
●两线制RS485只能以半双式方式工作，收发不能同时进行。
●RS485在同一总线上最多可以接32个结点，可实现真正的多点通讯，但一般采用的是主从通信方式，即一个主机带多个从机。
●因RS485接口具有良好的抗干扰能力，长的传输距离和多站能力等优点使其成为首选的串行接口。

通常情况下，发送驱动器A、B之间的正电平在+2～+6V，负电平在-2～6V，另有一个信号地C。

只看该作者 · 2022-8-24 23:08

USB电平：

电源线是5V，为USB设备提供最大500mA的电流，它与数据线上的电平无关，数据线是差分信号，通常D+和D-在+400mV~-400mV间变化,在传统的单端（Single-ended）通信中，一条线路来传输一个比特位。高电平表示1，低电平表示0。倘若在数据传输过程中受到干扰，高低电平信号完全可能因此产生突破临界值的大幅度扰动，一旦高电平或低电平信号超出临界值，信号就会出错。在差分传输电路中，输出电平为正电压时表示逻辑“1”，输出负电压时表示逻辑“0”，而输出“0”电压是没有意义的，它既不代表“1”，也不代表“0”。

只看该作者 · 2022-8-24 23:09

CMOS电平

COMS集成电路是互补对称金属氧化物半导体（Compiementary symmetry metal oxide semicoductor）集成电路的英文缩写，电路的许多基本逻辑单元都是用增强型PMOS晶体管和增强型NMOS管按照互补对称形式连接的，静态功耗很小。

COMS电路的供电电压VDD范围比较广在+5~+15V均能正常工作，电压波动允许±10，当输出电压高于VDD-0.5V时为逻辑1，输出电压低于VSS+0.5V(VSS为数字地)为逻辑0。CMOS电路输出高电平约为0.9Vcc，而输出低电平约为0.1Vcc当输入电压高于VDD-1.5V时为逻辑1，输入电压低于VSS+1.5V(VSS为数字地)为逻辑0。CMOS电路中不适用的输入端不能悬空，否则逻辑混乱。

只看该作者 · 2022-8-24 23:10

USB转串口电路：

这是一个USB接口电路，连接电脑。

只看该作者 · 2022-8-24 23:10

只看该作者 · 2022-8-24 23:11

只看该作者 · 2022-8-24 23:11

   CH340是一个usb转串口的芯片（USB电路为5V，所以CH340芯片也是5V供电）。当然，串口的电平标准有很多，这里我们可以看到，我们是将USB转换为TTL电平，通过UART来与CPU进行通信。

      CH340的接收端RXD与CPU的发送端UART1 TX  相连接，即CPU通过TX发送消息给CH340的RXD接收，然后CH340又通过UD+将信息发送给USB接口。

   同理，CH340的接收端TXD与CPU的发送端UART1 RX  相连接。CH340通过UD-接收来自USB接口发送的信息，而CPU则通过RX来接收由CH340的TXD发送的信息。

      注意：CH340也需要用外部晶振电路来驱动。因为它需要在时钟的基础上面来发送/接收数据。

只看该作者 · 2022-8-24 23:12

那为什么红框处要加一个二极管D4？

我们可以看到，CH340芯片是5V供电，而cpu是3.3V供电。当cpu的UART1 RX接收来自CH340的TXD发送的数据的时候，此时D4二极管截止，D4二极管的阳极就为上拉电阻提供的3.3V，而不是CH340芯片的5V。那么此时，cpu识别到的电平就是TTL电平3.3V，而不是5V电平。

只看该作者 · 2022-8-24 23:12

只看该作者 · 2022-8-24 23:13

注意：有的芯片供电是3.3V，它是不需要加这个二极管和上拉电阻的。

只看该作者 · 2022-8-25 09:45

stm32官网提供了原理图了。

只看该作者 · 2022-8-25 10:32

这个查看最小系统就行。

只看该作者 · 2022-8-25 13:07

参考stm32 discovery吧