STM32 USART串口通信的核心原理是什么？

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USART全称Universal Synchronous/Asynchronous Receiver/Transmitter，中文译为通用同步/异步收发器，支持同步和异步两种通信模式，其中异步通信（UART）应用最广泛，核心优势是无需时钟信号线，仅需TX（发送线）、RX（接收线）两根信号线即可实现双向通信，硬件布线简单，适用场景广泛（如调试打印、数据传输）。

其核心工作原理是“字符帧同步”，主机与从机通过约定的字符帧格式和波特率实现数据同步，无需额外时钟信号。  

USART异步通信的核心是字符帧格式，标准帧格式包含八个部分：起始位、数据位、奇偶校验位、停止位，部分场景可省略校验位。
起始位是字符帧的开始标志，固定为低电平（逻辑0），持续1个波特率周期；数据位是核心数据，可配置为8位或9位，通常采用8位数据位（最常用），数据传输顺序可配置为MSB优先（高位在前）或LSB优先（低位在前）；
奇偶校验位用于校验数据传输的正确性，可配置为奇校验、偶校验或无校验，奇校验要求数据位与校验位中1的总数为奇数，偶校验要求1的总数为偶数，无校验则省略该位；
停止位是字符帧的结束标志，固定为高电平（逻辑1），可配置为1位、1.5位或2位，通常采用1位停止位。
数据传输时，主机将并行数据转换为串行数据，按字符帧格式逐位通过TX线发送，从机通过RX线逐位接收数据，按约定的帧格式解析出并行数据，实现数据传输。  

波特率是USART通信的另一核心参数，指单位时间内传输的二进制位数（单位：bps），表示通信速率，常用波特率有9600bps、19200bps、38400bps、115200bps等。
主机与从机必须配置相同的波特率，否则会导致数据采样错误，波特率误差需控制在3%以内，误差过大（超过3%）会导致数据传输错乱。
波特率由STM32的系统时钟分频得到，核心计算公式为：波特率=系统时钟频率/（16×分频系数），其中分频系数由USART的BRR寄存器配置，CubeMX会自动计算分频系数，但需确保系统时钟频率准确（优先使用外部晶振，精度更高）。