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通用异步收发器（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter：UART），是一种通用串行数据总线，常用于系统内各子模块间的数据交换。
以CW32L083为例，CW32L083 内部集成 6 个通用异步收发器 (UART)，支持异步全双工、同步半双工和单线半双工模式，支持硬件数据流控和多机通信；可编程数据帧结构，可以通过小数波特率发生器提供宽范围的波特率选择。 UART 控制器工作在双时钟域下，允许在深度休眠模式下进行数据的接收，接收完成中断可以唤醒 MCU 回到运行模式。
一、主要功能 • 支持双时钟域驱动：配置时钟 PCLK；传输时钟 UCLK。 • 可编程数据帧结构：数据字长：8、9 位，LSB 在前；校验位：无校验、奇校验、偶校验；停止位长度：1、1.5、2 位 。 • 16 位整数、4 位小数波特率发生器 。 • 支持异步全双工、同步半双工、单线半双工 。 • 支持硬件流控 RTS、CTS。 • 支持直接内存访问 (DMA) 。 • 支持多机通信，自动地址识别 。 • 6 个带中断标志的中断源 。 • 错误检测：奇偶校验错误、帧结构错误 。 • 低功耗模式下收发数据，中断唤醒 MCU。 1.功能框图 UART 控制器挂载到 APB 总线上，配置时钟域 PCLK，固定为 APB 总线时钟 PCLK，用于寄存器配置逻辑工作； 传输时钟域 UCLK，用于数据收发逻辑工作，其来源可选择 PCLK 时钟、外部低速时钟（LSE）以及内部低速时钟 （LSI）。双时钟域的设计更便于波特率的设置，支持从深度休眠模式下唤醒控制器。 ![]()
2.UART中断 UART 控制器支持 6 个中断源，当 UART 中断触发事件发生时，中断标志位会被硬件置位，如果设置了对应的中断使能控制位，将产生中断请求。 CW32L083 的一个 UART 模块使用一个系统 UART 中断，UART 中断是否产生中断跳转由嵌套向量中断控 制器 (NVIC) 的中断使能设置寄存器 NVIC_ISER 的相应位控制。 系统 UART 中断示意图如下图所示： ![]()
在用户 UART 中断服务程序中，应查询相关 UART 中断标志位，以进行相应的处理，在退出中断服务程序之前， 要清除该中断标志位，避免重复进入中断程序。 各 UART 中断源的标志位、中断使能位、中断标志清除位或清除方法，如下表所示： ![]()
3.CH340介绍 CH340是一个USB总线的转接芯片，实现USB协议和UART协议的自动转换。 ![]()
RTS#:MODEM联络输出信号，请求发送 UD+:直接连接USB总线的D+数据线 UD-:直接连接USB总线的D-数据线 V3：在3.3V电源电压时链接VCC输入外部电源，在5V电源电压时外接容量为100nF的退耦电容。 VCC:正电源输入端，需要接100nF电源退耦电容 TXD:串行电路输出 RXD:串行数据输入，内置可控上拉和下拉电阻 CH340内置了独立的收发缓冲区，支持单工、半双工或者全双工异步串行通讯。串行数据包括1个低电平起始位、5、6、7或8个数据位、1个或2个高电平停止位，支持奇校验/偶校验/标志校验/空白校验。CH340支持常用通讯波特率：50、75、100、110、134.5、150、300、600、900、1200、1800、2400、3600、4800、9600、14400、19200、28800、33600、38400、56000、57600、76800、115200、128000、153600、230400、460800、921600、1500000、2000000等。串口发送信号的波特率误差小于0.3％，串口接收信号的允许波特率误差不小于2％。
二、实例演示 本实例采用CW32L083C8T6的StartKit单板，MCU的串口引脚（PA08/ PA09）和CH340对接，CH340通过USB接口和PC机对接，实现PC机软件和MCU通过UART双向通信功能。 单板启动后，处于等待数据接收状态，当有数据接收到后，产生UART接收中断，在中断中读取接收到的数据，然后将数据通过UART再发送回来，并清除中断标志位，然后等待接收下一个数据。
1.配置RCC系统时钟 void RCC_Configuration(void) { //SYSCLK = HSI = 8MHz = HCLK = PCLK RCC_HSI_Enable(RCC_HSIOSC_DIV6); //外设时钟使能 RCC_AHBPeriphClk_Enable(DEBUG_UART_GPIO_CLK, ENABLE); DEBUG_UART_APBClkENx(DEBUG_UART_CLK, ENABLE); }
2.GPIO配置 void GPIO_Configuration(void) { GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure = {0}; //UART TX RX 复用 DEBUG_UART_AFTX; DEBUG_UART_AFRX; GPIO_InitStructure.Pins = DEBUG_UART_TX_GPIO_PIN; GPIO_InitStructure.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP; GPIO_Init(DEBUG_UART_TX_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure); GPIO_InitStructure.Pins = DEBUG_UART_RX_GPIO_PIN; GPIO_InitStructure.Mode = GPIO_MODE_INPUT_PULLUP; GPIO_Init(DEBUG_UART_RX_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure); } 3.UART配置 void UART_Configuration(void) { UART_InitTypeDef UART_InitStructure = {0}; UART_InitStructure.UART_BaudRate = DEBUG_UART_BaudRate; UART_InitStructure.UART_Over = UART_Over_16; UART_InitStructure.UART_Source = UART_Source_PCLK; UART_InitStructure.UART_UclkFreq = DEBUG_UART_UclkFreq; UART_InitStructure.UART_StartBit = UART_StartBit_FE; UART_InitStructure.UART_StopBits = UART_StopBits_1; UART_InitStructure.UART_Parity = UART_Parity_No ; UART_InitStructure.UART_HardwareFlowControl = UART_HardwareFlowControl_None; UART_InitStructure.UART_Mode = UART_Mode_Rx | UART_Mode_Tx; UART_Init(DEBUG_UARTx, &UART_InitStructure); } 4.配置NVIC void NVIC_Configuration(void) { //优先级，无优先级分组 NVIC_SetPriority(DEBUG_UART_IRQ, 0); //UARTx中断使能 NVIC_EnableIRQ(DEBUG_UART_IRQ); } 5.中断函数处理UART2/UART5 void UART2_UART5_IRQHandler(void) { /* USER CODE BEGIN */ uint8_t TxRxBuffer; if(UART_GetITStatus(CW_UART5 UART_IT_RC) != RESET)// 获取UARTx中断标志位 { TxRxBuffer = UART_ReceiveData_8bit(CW_UART5;// 通过UARTx接收一个数据(8bit) UART_SendData_8bit(CW_UART5 TxRxBuffer);// 通过UARTx发送一个数据(8bit) UART_ClearITPendingBit(CW_UART5 UART_IT_RC);// 清除UARTx中断标志位 } /* USER CODE END */ } 6.定义常量define //UARTx #define DEBUG_UARTx CW_UART5 #define DEBUG_UART_CLK RCC_APB1_PERIPH_UART5 #define DEBUG_UART_APBClkENx RCC_APBPeriphClk_Enable1 #define DEBUG_UART_BaudRate 9600 #define DEBUG_UART_UclkFreq 8000000 //UARTx GPIO #define DEBUG_UART_GPIO_CLK RCC_AHB_PERIPH_GPIOB #define DEBUG_UART_TX_GPIO_PORT CW_GPIOB #define DEBUG_UART_TX_GPIO_PIN GPIO_PIN_8 #define DEBUG_UART_RX_GPIO_PORT CW_GPIOB #define DEBUG_UART_RX_GPIO_PIN GPIO_PIN_9 //GPIO AF #define DEBUG_UART_AFTX PB08_AFx_UART5TXD() #define DEBUG_UART_AFRX PB09_AFx_UART5RXD() //中断 #define DEBUG_UART_IRQ UART2_UART5_IRQn
7.UART中断方式接收数据 int32_t main(void) { //配置RCC RCC_Configuration(); //配置GPIO GPIO_Configuration(); //配置UART UART_Configuration(); //配置NVIC NVIC_Configuration(); //使能UARTx RC中断 UART_ITConfig(DEBUG_UARTx, UART_IT_RC, ENABLE); UART_SendString(DEBUG_UARTx, "\r\nCW32L083 UART Interrupt\r\n"); while(1) { //中断收发 } } 8、测试结果如下：当MCU收到上位机发送的数据后，再回传到上位机，UART功能正常。 ![]()
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