本文主要描述串口協議和RS-232標準，RS232電平與TTL電平的區別，以及"USB/TTL轉232"模塊（以CH340芯片模塊為例）的作業原理，
- 串口協議
- 1、設備之間的通信方式
- 2、STM32串口通信基礎
- UART引腳連接方法
- 3、RS-232通信協議
- RS-232串口簡介
- 4、USB轉串口CH340接線
- 總結
串口協議
根據百度百科的定義：
串口通信指串口按位（bit）發送和接收位元組，盡管位元位元組（byte）的串行通信慢，但是串口可以在使用一根線發送資料的同時用另一根線接收資料，串口通信協議是指規定了資料包的內容，內容包含了起始位、主體資料、校驗位及停止位，雙方需要約定一致的資料包格式才能正常收發資料的有關規范，在串口通信中，常用的協議包括RS-232、RS-422和RS-485，
1、設備之間的通信方式
一般情況下，設備之間的通信方式分為串行通信和并行通信，
| 并行通信 | 串行通信 | |
|---|---|---|
| 傳輸原理 | 資料各個位同時傳輸 | 資料按位順序傳輸 |
| 優點 | 速度快 | 占用引腳資源少 |
| 缺點 | 占用引腳資源多 | 速度相對較慢 |
按照資料的傳輸方向，串口通信分為：
- 單工：資料傳輸只支持資料在一個方向上傳輸；
- 半雙工：允許資料在兩個方向上傳輸，但是，在某一時刻，只允許資料在一個方向上傳輸，它實際上是一種切換方向的單工通信；它不需要獨立的接收端和發送端，兩者可以合并一起使用一個埠；
- 全雙工：允許資料同時在兩個方向上傳輸，因此，全雙工通信是兩個單工通信方式的結合，需要獨立的接收端和發送端，
按照通信方式，分為
- 同步通信：帶時鐘同步信號傳輸，比如：SPI，IIC通信介面，
- 異步通信：不帶時鐘同步信號，比如：UART(通用異步收發器)，單總線，
在同步通信中，收發設備上方會使用一根信號線傳輸信號，在時鐘信號的驅動下雙方進行協調，同步資料，例如，通信中通常雙方會統一規定在時鐘信號的上升沿或者下降沿對資料線進行采樣，
在異步通信中不使用時鐘信號進行資料同步，它們直接在資料信號中穿插一些用于同步的信號位，或者將主題資料進行打包，以資料幀的格式傳輸資料，通信中還需要雙方規約好資料的傳輸速率（也就是波特率）等，以便更好地同步，常用的波特率有4800bps、9600bps、115200bps等，
在同步通信中，資料信號所傳輸的內容絕大部分是有效資料，而異步通信中會則會包含資料幀的各種識別符號，所以同步通訊效率高，但是同步通訊雙方的時鐘允許誤差小，稍稍時鐘出錯就可能導致資料錯亂，異步通訊雙方的時鐘允許誤差較大，
常見串口通信的介面
| 通信標準 | 引腳說明 | 通信方式 | 通信方向 |
|---|---|---|---|
| UART 通用異步收發器 | TXD：發送端 RXD：接收端 GND：共地 | 異步通信 | 全雙工 |
| 1-wire 單總線 | DQ：發送/接收端 | 異步通信 | 半雙工 |
| SPI | SCK：同步時鐘 MISO：主機輸入，從機輸出 MOSI：主機輸出，從機輸入 | 同步通信 | 全雙工 |
| I2C | SCK：同步時鐘 SDA：資料輸入/輸出端 | 同步通信 | 半雙工 |
2、STM32串口通信基礎
STM32的串口通信介面有兩種，分別是：UART（通用異步收發器）、USART（通用同步異步收發器），
對于大容量STM32F10x系列芯片，分別有3個USART和2個UART，
UART引腳連接方法
RXD：資料輸入引腳，資料接受；
TXD：資料發送引腳，資料發送，
對于兩個芯片之間的連接，兩個芯片GND共地，同時TXD和RXD交叉連接，這里的交叉連接的意思就是，芯片1的RxD連接芯片2的TXD，芯片2的RXD連接芯片1的TXD，這樣，兩個芯片之間就可以進行TTL電平通信了，
3、RS-232通信協議
若是芯片與PC機（或上位機）相連，除了共地之外，就不能這樣直接交叉連接了，
盡管PC機和芯片都有TXD和RXD引腳，但是通常PC機（或上位機）通常使用的都是RS232介面（通常為DB9封裝），因此不能直接交叉連接，
RS232介面是9針（或引腳），通常是TxD和RxD經過電平轉換得到的，因此，要想使得芯片與PC機的RS232介面直接通信，需要也將芯片的輸入輸出埠也電平轉換成rs232型別，再交叉連接，
經過電平轉換后，芯片串口和rs232的電平標準是不一樣的：
- 單片機的電平標準（TTL電平）：+5V表示1，0V表示0；
- Rs232的電平標準：+15/+13 V表示0，-15/-13表示1，
RS-232通訊協議標準串口的設備間通訊結構圖如下：
因此，單片機串口與PC串口通信遵循下面的連接方式：
在單片機串口與上位機給出的rs232口之間，通過電平轉換電路，實作TTL電平與RS232電平之間的轉換，
RS-232串口簡介
臺式機電腦后面的9針介面就是com口(串口) 在工業控制、資料采集上應用廣泛，
RS232介面（封裝D89）
通信程序中只有兩個腳參與通信，電路連接時，連接三個腳即可，
- 2腳：電腦的輸入RXD
- 3腳：電腦的輸出TXD 通過2 ，3 腳就可以實作全雙工(可同時收發)的串行異步通信
- 5腳：接地
PC串口與單片機串口連接方式：
其中，DB91是在電腦上的 DB92是在單片機實驗板上焊接著的
如果電腦沒有rs232口，只有USB口，可以用串口轉接線轉出串口，在電腦上位機上需要安裝驅動程式，
用串口通信比USB簡單，因為串口通信沒有協議，使用方便簡單，
4、USB轉串口CH340接線
USB轉串口模塊可以使用5V、3V3電壓供電，需要將跳線帽進行安裝，
可以對USB轉串口模塊進行測驗，將USB的電壓引腳用跳帽接上，然后將RXD和TXD兩個引腳用跳帽或者杜邦線接上，
然后打開串口終端，點擊“手動發送”或者“自動發送”，如果在接收區可以接收到資料，說明USB轉串口模塊作業正常，否則需要檢查接線是否正確、電路板元器件是否損壞，
下圖是USB轉串口模塊的一些功能模塊的標示，USB轉串口電路板背后還預留了一些全信號輸出的介面，可以將電線直接焊接在這些引腳上來使用預留的功能，
即便管腳沒有這么多，但功能都是差不多的，
USB轉串口電路板與單片機的接線圖，VCC接線是為了單片機供電，USB轉串口的RXD引腳與單片機的TXD引腳相連，USB轉串口的TXD引腳與單片機的RXD引腳相連，兩者的GND引腳直接相連，
總結
本文學習了描述串口協議和RS-232標準，RS232電平與TTL電平的區別，以及"USB/TTL轉232"模塊（以CH340芯片模塊為例）的作業原理，受益匪淺，
參考
[1] https://blog.csdn.net/qq_38410730/article/details/79887200
[2] https://blog.csdn.net/wangjiaweiwei/article/details/49612207
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