STM32上可以通過軟件模擬串口通信,不使用硬件串口引腳(如RX、TX)也是完全可行的。

關(guān)鍵是通過精確控制GPIO的時(shí)序、波特率、數(shù)據(jù)位和停止位來完成數(shù)據(jù)傳輸。
這種方法適用于一些沒有USART硬件支持的場景,或者當(dāng)其他硬件資源已被占用時(shí)。
軟件串口通信通過控制一個(gè)普通的GPIO引腳模擬串口通信的時(shí)序。
它模擬的過程包括發(fā)送和接收的時(shí)鐘控制、數(shù)據(jù)位的編碼和解碼、起始位和停止位等內(nèi)容。
例如,使用一個(gè)GPIO引腳作為TX(數(shù)據(jù)發(fā)送端),另一個(gè)作為RX(數(shù)據(jù)接收端)。

在數(shù)據(jù)傳輸時(shí),TX端會(huì)根據(jù)約定的波特率按照特定的時(shí)序(起始位、數(shù)據(jù)位、停止位等)發(fā)送數(shù)據(jù)。
接收端RX則需要在固定的時(shí)鐘節(jié)奏下讀取數(shù)據(jù)并解碼。
通常實(shí)現(xiàn)方法有兩種:
基于定時(shí)器的實(shí)現(xiàn):通過定時(shí)器生成精確的時(shí)間間隔,確保每一位數(shù)據(jù)的傳輸時(shí)長精確匹配所選波特率。例如,配置一個(gè)定時(shí)器以精確產(chǎn)生特定頻率的時(shí)鐘信號(hào),利用定時(shí)器的中斷或直接在主循環(huán)中進(jìn)行波形控制,從而模擬串口的發(fā)送和接收。
基于外部中斷的接收:接收端可以通過GPIO引腳配置為外部中斷模式,當(dāng)引腳電平變化時(shí),觸發(fā)中斷并在中斷服務(wù)程序中讀取數(shù)據(jù)。由于接收的數(shù)據(jù)是按位傳輸?shù)模虼诵枰谥袛嘀泄芾砻恳晃坏慕邮眨凑占s定的波特率來解析數(shù)據(jù)。
軟件串口通信的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn):
靈活性高:不需要硬件的USART引腳,任何GPIO引腳都可以用來進(jìn)行通信,適用于沒有USART硬件支持的情況。
占用資源少:僅通過軟件來實(shí)現(xiàn),硬件資源占用較少,不需要額外的硬件模塊。
便于調(diào)試和擴(kuò)展:可以輕松修改通信協(xié)議,適合一些特殊的通信需求。
缺點(diǎn):
效率較低:軟件串口比硬件串口慢,因?yàn)樗枰蕾囍魈幚砥鱽硖幚頃r(shí)序,且需要精確的時(shí)延控制,容易受主處理器負(fù)載影響。
占用CPU資源:由于需要精確的時(shí)序控制,軟件串口通信會(huì)消耗較多的CPU周期,尤其是在高波特率時(shí)。
受時(shí)鐘漂移影響大:由于沒有硬件支持,時(shí)序可能受到系統(tǒng)時(shí)鐘漂移的影響,需要時(shí)常校準(zhǔn)。
