【STM32】USART

发表于 2023-7-25 16:33

硬件基础
USART仅规定了协议层通信标准，物理层硬件可以根据通讯对象灵活选择。

1.USART主机接USART从机
这种情况不用进行任何转换，直接将信号线交叉连接，地线直接连接即可。

发表于 2023-7-25 16:33

USART主机接电脑USB
一般的单片机硬件设计都会预留一个USART连接电脑，用于在调试程序时可以将调试信息打印在电脑端的串口调试助手。
但单片机的USART无法直接与PC通讯，需要借助CH340或CP2102等芯片实现USB与USART的相互转化。

发表于 2023-7-25 16:33

USART主机接RS232从机
单片机的USART无法直接与232设备通讯，需要借助MAX232等芯片实现232与USART的相互转化。

发表于 2023-7-25 16:34

USART主机接RS485从机
单片机的USART无法直接与485设备通讯，需要借助MAX485等芯片实现485与USART的相互转化。

发表于 2023-7-25 16:34

功能框图

发表于 2023-7-25 16:34

1.功能引脚
TX:数据发送
RX:数据接收
SW_RX:略
nRTS:硬件流控制，略
nCTS:硬件流控制，略
SCLK:仅适用于同步模式，略

发表于 2023-7-25 16:34

2.数据寄存器
数据寄存器USART_DR只有低9位有效，并且第9位是否有效受CR1寄存器的M位控制，详见控制寄存器部分。

发表于 2023-7-25 16:34

USART_DR实际包含两个寄存器，一个用于发送的TDR，一个用于接收的RDR。发送时往USART_DR写入数据会自动存入TDR，读取USART_DR会自动提取RDR的数据。

发表于 2023-7-25 16:35

控制与状态寄存器
该部分寄存器囊括了USART接收发送的功能控制，收发状态监视，中断控制。

发表于 2023-7-25 16:35

RE:接收使能
TE:发送使能
RXNEIE:接收缓冲区非空中断使能
TCIE:发送完成中断使能
PS:校验位（0:偶校验，1:奇校验）
PCE：校验控制使能
M:字长（0:8位，1:9位）
UE：USART使能

发表于 2023-7-25 16:35

发表于 2023-7-25 16:35

STOP:停止位
00：1个停止位；
01：0.5个停止位；
10：2个停止位；
11：1.5个停止位；

发表于 2023-7-25 16:44

、
DMAT:DMA使能发送
DMAR:DMA使能接收

PE:校验错误
RXNE:读数据寄存器非空
TC：发送完成
TXE:发送数据寄存器空

发表于 2023-7-25 16:44

TC与TXE的区别：数据从TDR发送到发送移位寄存器之后触发TXE置位，但数据还没有从TX引脚发送出去，只有数据从TX引脚发送出去之后，才算完成一次数据发送，触发TC置位。也就是说，TC相比TXE更进一步。

发表于 2023-7-25 16:47

发送
第一步：一般设置数据位为8位，停止位为1位，无校验位；//M=0,STOP=00,PCE=0;

此时字符帧格式为“起始位+数据帧+停止位”。

注意：奇偶校验只能验错，不能验对，校验准确率在50%以下，故一般设置为无校验。

发表于 2023-7-25 16:49

第二步：使能USART，使能TE，即可启动数据发送，发送顺序为低位在前，高位在后

举例：以发送字符’A’为例，其ASCII码为65，二进制为0100 0001，则发送次序为1000 0010。

发表于 2023-7-25 16:49

第三步：发送数据过程中需要等待TC标志位1，当其置位时，表示传输完成，如果之前有设置TCIE为1，则在数据传输完成时产生中断。

发表于 2023-7-25 16:49

接收
跟接收相似，使能RE 之后开始接收数据，接收完成后就把数据从移位寄存器移到RDR内，并把RXNE置位，如果之前将RXNEIE置位的话将触发中断。

发表于 2023-7-25 16:50

波特比率寄存器
USART发送器和接收器使用相同的波特率，计算公式为：

其中fPCLK为USART时钟，以F1为例，USART1挂载在APB2总线上，时钟频率为72M，USART2挂载在APB1总线上，时钟频率为36M。

发表于 2023-7-25 16:51

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