一、串口传输协议
1. 传输方式
串口通信的数据由发送设备通过自身的TXD接口传输到接收设备得RXD接口， 一个字符一个字符地传输，每个字符一位一位地传输，并且传输一个字符时，总是以“起始位”开始，以“停止位”结束，字符之间没有固定的时间间隔要求。

每一个字符的前面都有一位起始位(低电平)，字符本身由8位数据位组成，接着字符后面是一位校验位(检验位可以是奇校验、偶校验或无校验位)，最后是一位或一位半或二位停止位，停止位后面是不定长的空闲位，停止位和空闲位都规定为高电平。具体如下图所示。

实际传输时每一位的信号宽度与波特率有关，波特率越高，宽度越小，在进行传输之前，双方一定要使用同一个波特率设置。



波特率
波特率：每秒钟传输的数据位数(bit)。
波特率的单位是每秒比特数(bps)，串口典型的传输波特率600bps，1200bps，2400bps，4800bps，9600bps，19200bps等。
以波特率9600bps为例：1秒钟传输9600位(bit)数据，所以传输1位(bit)数据需要1000000us/9600=104us。

空闲位
空闲位：处于逻辑“1”状态，高电平，每个字符之间都会有一段空闲位，表示当前线路上没有数据传输。

起始位
起始位：处于逻辑”0”状态，低电平，表示数据传输的开始。

数据位
数据位：一般是8位数据位(低位在前，高位在后)，传输有效数据。

校验位
校验位：校验方法有奇校验(odd)、偶校验(even)以及无(noparity)，用来校验数据传送的正确性。

停止位
停止位：一个字符数据的结束标志，可以是1位、1.5位、2位的高电平，表示数据传输的结束。

二、I/O口模拟串口通信----延时法
这次以波特率9600bps，1位起始位，8位数据位，无校验位，1位停止位的传输方式为例，实现模拟串口通信。
具体程序如下：

Uart1sim.c

1. #include "Uart1sim.h"        
   
2. #include "delay.h"
   
3. 
   
4. void Uart1sim_GPIO_Config(void)        //模拟串口引脚配置初始化
   
5. {
   
6.   GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
   
7.   RCC_APB2PeriphClockCmd( RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE); // 使能PD端口时钟
   
8.         
   
9.         //UART1SIM_TX   PB.5
   
10.   GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5 ;        
    
11.   GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;//推挽输出   
    
12.   GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    
13.   GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);  //初始化PD端口
    
14.   GPIO_ResetBits(GPIOB, GPIO_Pin_5);         
    
15.         //UART1SIM_RX   PB.6
    
16.   GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6;
    
17.   GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;//浮空输入
    
18.   GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);  //初始化PA10
    
19. }
    
20. 
    
21. /*
    
22.         功能：模拟串口发送
    
23.         参数：data---要发送的数据
    
24. */
    
25. void Uart1sim_Txout(u8 data)                //模拟串口发送
    
26. {
    
27.           unsigned char i;
    
28.           UART1SIM_TX(1);//空闲---高电平
    
29.           delay_us(RATE9600);
    
30.           UART1SIM_TX(0);//起始位---低电平
    
31.           delay_us(RATE9600);
    
32.           for(i=0x01;i!=0;i<<=1)//8位数据位
    
33.           {
    
34.                 if(i&data) UART1SIM_TX(1);
    
35.                 else       UART1SIM_TX(0);
    
36.                 delay_us(RATE9600);
    
37.           }
    
38.           UART1SIM_TX(1);//停止位---高电平
    
39.           delay_us(RATE9600);
    
40. }
    
41. 
    
42. /*
    
43.         功能：模拟串口接收
    
44.         参数：*data存储接收到数据的地址
    
45.         返回值：1---接收，0---未接收
    
46. */
    
47. u8 Uart1sim_Rxout(u8* data)                //模拟串口接收
    
48. {
    
49.         unsigned char i=0,Rxdata;
    
50.         if(UART1SIM_RX==0)//起始位
    
51.         {
    
52.                 delay_us(RATE9600);
    
53.                 for(i=0x01;i!=0;i<<=1)
    
54.                 {
    
55.                         if(UART1SIM_RX==1)         Rxdata|=i;
    
56.                         else                               Rxdata&=~i;
    
57.                         delay_us(RATE9600);
    
58.                 }
    
59.                 *data=Rxdata;
    
60.                 return 1;
    
61.          }
    
62.          return 0;
    
63. }

复制代码

Uart1sim.h

1. #ifndef __UART1SIM_H
   
2. #define __UART1SIM_H
   
3. 
   
4. #include "stm32f10x.h"
   
5. 
   
6. #define RATE9600 (1000000/9600)   //1s=1000ms=1000000us
   
7. 
   
8. #define UART1SIM_RX          GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_6)
   
9. #define UART1SIM_TX(a)        if (a)        \
   
10.                                                 GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_5);\
    
11.                                                 else    \
    
12.                                                 GPIO_ResetBits(GPIOB,GPIO_Pin_5)
    
13.                                                                                 
    
14. void Uart1sim_GPIO_Config(void)        ;
    
15. void Uart1sim_Txout(u8 data);
    
16. u8 Uart1sim_Rxout(u8* data);               
    
17. 
    
18. #endif

复制代码

注意1： 利用延时的方法模拟串口通信，有一些弊端，当程序的中断时间过长的时候，收发都会有影响。
注意2： 由于接收是引脚的低电平检测触发，当程序的运行周期过长的时候，有可能出现接收不到的现象。