1. UART字符串发送的底层原理与工程实现
在嵌入式系统开发中，UART（通用异步收发传输器）是最基础、最广泛使用的通信外设。然而，初学者常将“发送字符串”简单理解为调用一个库函数即可完成，却忽略了其背后涉及的硬件状态机、时序控制与可靠性保障机制。本节以STM32F103系列MCU为例，深入剖析HAL_UART_Transmit()等高层API无法覆盖的关键细节——即如何在裸机或轻量级HAL封装下，安全、可靠地完成多字节字符串的逐字节发送，并从根本上规避数据丢失风险。
1.1 从单字节到字符串：UART发送缓冲区的状态演进
STM32F103的USART外设采用三级寄存器结构实现数据流控制：
- TDR（Transmit Data Register）：CPU写入待发送字节的目标寄存器，宽度为8位；
- 移位寄存器（Shift Register）：实际执行串行位移输出的硬件模块，宽度为8位；
- TXE（Transmit Data Register Empty）标志位：位于SR（Status Register）中，当TDR被硬件取走数据后自动置1，表示TDR已空，可写入下一字节。
关键点在于：TXE仅反映TDR是否为空，不反映移位寄存器是否已完成当前字节的串行发送。这是所有UART字符串发送可靠性问题的根源。
假设发送字符串"ABCD"（4字节）： <
