USART串行接口

1、USART串行接口USART(Universal Synchronous/Asynchronous Receiver/Transmitter) 1.USART串口的基本概念 在STM32的參考手冊中，串口被描述成通用同步異步收發(fā)器（USART），它提供了一種靈活的方法與使用工業(yè)標準NRZ異步串行數(shù)據(jù)格式的外部設備之間進行全雙工數(shù)據(jù)交換。USART利用分數(shù)波特率發(fā)生器提供寬范圍的波特率選擇。它支持同步單向通信和半雙工單線通信，也支持LIN（局部互聯(lián)網(wǎng)），智能卡協(xié)議和IrDA（紅外數(shù)據(jù)組織）SIR ENDEC規(guī)范，以及調(diào)制解調(diào)器(CTS/RTS)操作。它還允許多處理器通信。還可以使用DMA方式，實

2、現(xiàn)高速數(shù)據(jù)通信。 USART通過3個引腳與其他設備連接在一起，任何USART雙向通信至少需要2個引腳：接受數(shù)據(jù)輸入(RX)和發(fā)送數(shù)據(jù)輸出(TX)。注：RX: 接受數(shù)據(jù)串行輸入。通過過采樣技術來區(qū)別數(shù)據(jù)和噪音，從而恢復數(shù)據(jù)。TX: 發(fā)送數(shù)據(jù)輸出。當發(fā)送器被禁止時，輸出引腳恢復到它的I/O端口配置。當發(fā)送器被激活，并且不發(fā)送數(shù)據(jù)時，TX引腳處處于高電平。在單線和智能卡模式里，此I/O口被同時用于數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收。USART(Universal Synchronous/Asynchronous Receiver/Transmitter) 2.USART串口的結構組成 USART收發(fā)模塊一般分為三大部

3、分:時鐘發(fā)生器、數(shù)據(jù)發(fā)送器和接收器?？刂萍拇嫫鳛樗械哪K共享。 時鐘發(fā)生器由同步邏輯電路(在同步從模式下由外部時鐘輸入驅(qū)動)和波特率發(fā)生器組成。 發(fā)送時鐘引腳XCK僅用于同步發(fā)送模式下，發(fā)送器部分由一個單獨的寫入緩沖器(發(fā)送UDR)、一個串行移位寄存器、校驗位發(fā)生器和用于處理不同楨結構的控制邏輯電路構成。使用寫入緩沖器，實現(xiàn)了連續(xù)發(fā)送多幀數(shù)據(jù)無延時的通信。 接收器是USART模塊最復雜的部分，最主要的是時鐘和數(shù)據(jù)接收單元。數(shù)據(jù)接收單元用作異步數(shù)據(jù)的接收。除了接收單元，接收器還包括校驗位校驗器、控制邏輯、移位寄存器和兩級接收緩沖器(接收UDR)。接收器支持與發(fā)送器相同的幀結構，同時支持幀錯誤、

4、數(shù)據(jù)溢出和校驗錯誤的檢測。USART(Universal Synchronous/Asynchronous Receiver/Transmitter) 3.USART串口的主要特性 （1）.全雙工的，異步通信； （2）.標準格式； （3）.分數(shù)波特率發(fā)生器系統(tǒng)發(fā)送接收共用的可編程波特率最高達 4.5Mbps; （4）. 可編程數(shù)據(jù)字長度（8位或9位）; （5）.可配置的停止位，支持1或2位停止位; （6）. LIN主發(fā)送同步斷開符的能力，以及LIN從檢測斷開符的能力; （7）.發(fā)送方為同步傳輸提供時鐘; （8）. IrDA SIR編碼器解碼器，在正常模式下支持3/16位的持續(xù)時間; （9）.

5、智能卡模擬功能，智能卡接口支持ISO7816-3標準里定義的異步智能卡協(xié)議; (10）. 可配置的使用DMA的多緩沖器通信; (11). 校驗控制，可以對發(fā)送定義位，以及對接收數(shù)據(jù)進行校驗； (12). 四個錯誤檢測標志，包括溢出錯誤、噪聲錯誤、幀錯誤、校驗錯誤； (13). 10個帶標志的中斷源：USART(Universal Synchronous/Asynchronous Receiver/Transmitter)CTS改變；LIN斷開符檢測；發(fā)送數(shù)據(jù)寄存器空；發(fā)送完成；接收數(shù)據(jù)寄存器滿；檢測到總線為空閑；溢出錯誤；幀錯誤；噪聲錯誤；校驗錯誤。USART(Universal Synchr

6、onous/Asynchronous Receiver/Transmitter)4.USART串口的功能描述 接口通過三個引腳與其他設備連接在一起。任何USART雙向通信至少需要兩個引腳；接收數(shù)據(jù)輸入（RX）和發(fā)送數(shù)據(jù)輸出(TX)。 RX：接收數(shù)據(jù)串行輸入。通過采樣技術來區(qū)別數(shù)據(jù)和噪聲，從而恢復數(shù)據(jù)。 TX：發(fā)送數(shù)據(jù)輸出。當發(fā)送器被禁止時，輸出引腳恢復到它的I/O端口配置。當發(fā)送器被激活，并且不發(fā)送數(shù)據(jù)時，TX引腳處于高電平。在單線和智能卡模式里，此I/O口被同時用于數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收。 （1）總線在發(fā)送或接收前應處于空閑狀態(tài)。 （2）一個起始位。 （3）一個數(shù)據(jù)字（8或9位），最低有效位在前。

7、 （4）0.5，,15，,2個的停止位，由此表明數(shù)據(jù)幀的結束。 （5）使用分數(shù)波特率發(fā)生器-12位整數(shù)和4位小數(shù)的表示方法。 （6）一個狀態(tài)寄存器（USART_SR）。 （7）數(shù)據(jù)寄存器（ USART_DR ）。 （8）一個波特率寄存器（ USART_BRR ），12位的整數(shù)和4位小數(shù)。 （9）一個智能卡模式下的保護時間寄存器（ USART_GTRR ）。USART(Universal Synchronous/Asynchronous Receiver/Transmitter) 5.USART串口的工作模式 (1)異步模式。 (2)硬件流控制模式（3）USART同步模式（4）單線半雙工通信模式

8、（5）多處理器通信模式（6）LIN（局域互聯(lián)網(wǎng)）模式（7）智能卡模式（8）IrDAUSART(Universal Synchronous/Asynchronous Receiver/Transmitter) 6.串口的如何工作的 一般有兩種方式：查詢和中斷。 （1）查詢：串口程序不斷地循環(huán)查詢，看看當前有沒有數(shù)據(jù)要它傳送。如果有，就幫助傳送（可以從PC到STM32板子，也可以從STM32板子到PC）。 （2）中斷：平時串口只要打開中斷即可。如果發(fā)現(xiàn)有一個中斷來，則意味著要它幫助傳輸數(shù)據(jù)它就馬上進行數(shù)據(jù)的傳送。同樣，可以從 PC到STM3板子，也可以從STM32板子到PC。USART(Universal Synchronous/Asynchronous Receiver/Transmitter) 7. 串口的硬件連接 奮斗STM32 V3開發(fā)板擁有二路RS-232 接口，CPU 的PA9-US1-TX（P68）、PA10-US1-RX（P69）、PA9-US2-TX（P25）、PA10-US2-RX（P26）通過MAX32