USART

Universal Synchronous/Asynchronous Receiver/Transmitter USART 是 STM32 内部集成的硬件外设，通用同步/异步收发器，可根据数据寄存器的一个字节数据自动生成数据帧时序，从 TX 引脚发送出去；也可自动接收 RX 引脚的数据帧时序，拼接为一个字节数据，存放在数据寄存器里。

主要还是使用异步通信，等同于 UART，同步通信只是可以输出时钟信号，不能读取，不能进行两个单片机的同步通信。

基本配置

STM32F103C8T6 拥有的 USART 资源：USART1（APB2）、USART2（APB1）、USART3（APB1）

基本使用

• 自带波特率发生器，本质上为分频器，最高达 4.5Mbits/s
• 可配置数据位长度（8/9）
• 停止位长度（0.5/1/1.5/2）
• 可选校验位（无校验/奇校验/偶校验） 一般选用参数：波特率 9600/115200，数据位 8 位，停止位 1 位，无校验，都可在结构体里配置。

扩展使用

• 支持同步模式：多输出一个时钟信号 CLK
• 支持硬件流控制：在硬件电路上会多出一根线，在接收设备接收完成后给出反馈信号，发送设备才会发送新数据
• 支持 DMA 转运数据
• 兼容其他协议：智能卡、IrDA、LIN

结构框图

引脚图见 STM32F103C8T6

基础功能

程序上共用地址 DR ，实际在物理上分为两个独立的寄存器：

• 发送数据寄存器 TDR
  进行写操作，TXE TX Empty 发送寄存器空
• 接收数据寄存器 RDR 进行读操作，RXNE RX Not Empty 接收寄存器非空

发送移位寄存器，接收移位寄存器

增强功能

硬件流控制：其中 nCTS nRTS 交叉连接， n 表示低电平有效

• nRTS Request to Send 输出引脚
• nCTS Clear to Send 输入引脚

输出同步时钟信号 发送寄存器每移位一次，同步时钟电平就跳变一个周期，只能输出，不能读入

1. 可以兼容别的协议，如 SPI
2. 自适应波特率，接收设备可以测量此信号的周期，来确定波特率

唤醒单元 Wake up unit 实现串口挂载多设备 USART Address 来给串口分配地址，实现多个从设备的通信

中断控制 SR 状态寄存器的各种标志位，判断发送状态和接收状态的必要标志位

• TXE 发送寄存器空
• RXNE 接收寄存器非空

波特率发生器 分频器，APB 时钟分频，得到发送和接收的时钟

• TE=1 发送器使能，发送部分波特率有效
• RE=1 接收器使能，接收部分波特率有效

采样策略 NE 噪声标志位，如果采样中置为 1，则说明出现了噪声 16 位波特率采样时钟，波特率= $\frac{f_{PCLKn}}{16\ast DIV}$

基本结构图

基本流程

开启时钟，将 USART、GPIO 的时钟打开 GPIO 初始化，将 TX 配置为复用输出，RX 配置为输入 配置 USART，结构体初始化 如果需要接收，配置 NVIC 中断 开关控制使能

发送数据，调用发送函数 接收数据，调用接收函数， 获取发送和接收的状态，调用获取标志位的函数

usart. h

基本函数

void USART_SendData(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t Data);//写DR寄存器
uint16_t USART_ReceiveData(USART_TypeDef* USARTx);//读DR寄存器
 
FlagStatus USART_GetFlagStatus(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t USART_FLAG);
void USART_ClearFlag(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t USART_FLAG);
ITStatus USART_GetITStatus(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t USART_IT);
void USART_ClearITPendingBit(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t USART_IT);

还有增强功能的其他函数

实际应用

CH340 USB 转串口模块 数据包