USART

全双工通用同步/异步串行收发模块

USART:(Universal Synchronous/Asynchronous Receiver/Transmitter)

主要特点

1. 全双工操作（相互独立的接收数据和发送数据）；

2. 同步操作时，可主机时钟同步，也可从机时钟同步；

3. 独立的高精度波特率发生器，不占用定时/计数器；

4. 支持5、6、7、8和9位数据位，1或2位停止位的串行数据帧结构；

5. 由硬件支持的奇偶校验位发生和检验；

6. 数据溢出检测；

7. 帧错误检测；

8. 包括错误起始位的检测噪声滤波器和数字低通滤波器；

9. 三个完全独立的中断，TX发送完成、TX发送数据寄存器空、RX接收完成；

10.支持多机通信模式；

11.支持倍速异步通信模式。

结构组成

USART收发模块一般分为三大部分：时钟发生器、数据发送器和接收器。控制寄存器为所有的模块共享。

时钟发生器由同步逻辑电路（在同步从模式下由外部时钟输入驱动）和波特率发生器组成。发送时钟引脚XCK仅用于同步发送模式下，

发送器部分由一个单独的写入缓冲器（发送UDR）、一个串行移位寄存器、校验位发生器和用于处理不同帧结构的控制逻辑电路构成。使用写入缓冲器，实现了连续发送多帧数据无延时的通信。

接收器是USART模块最复杂的部分，最主要的是时钟和数据接收单元。数据接收单元用作异步数据的接收。除了接收单元，接收器还包括校验位校验器、控制逻辑、移位寄存器和两级接收缓冲器（接收UDR）。接收器支持与发送器相同的帧结构，同时支持帧错误、数据溢出和校验错误的检测。

与UART兼容性

AVR USART 和AVR UART 兼容性 USART 在如下方面与AVR UART 完全兼容：

· 所有USART 寄存器的位定义。

· 波特率发生器。

· 发送器操作。

· 发送缓冲器的功能。

· 接收器操作。

然而，接收器缓冲器有两个方面的改进，在某些特殊情况下会影响兼容性：

· 增加了一个缓冲器。两个缓冲器的操作好象是一个循环的FIFO。因此对于每个接收到的数据只能读一次。更重要的是错误标志FE 和DOR，以及第9 个数据位RXB8与数据一起存放于接收缓冲器。因此必须在读取UDR 寄存器之前访问状态标志位。否则将丢失错误状态。

· 接收移位寄存器可以作为第三级缓冲。在两个缓冲器都没有空的时候，数据可以保存于串行移位寄存器之中( 参见 Figure 61)，直到检测到新的起始位。从而增强了 USART 抵抗数据过速(DOR) 的能力。

下面的控制位的名称做了改动，但其功能和在寄存器中的位置并没有改变：

· CHR9改为UCSZ2。

· OR改为DOR。

时钟产生时钟产生逻辑为发送器和接收器产生基础时钟。USART 支持4 种模式的时钟：正常的异步模式，倍速的异步模式，主机同步模式，以及从机同步模式。USART 控制位UMSEL和状态寄存器C (UCSRC) 用于选择异步模式和同步模式。倍速模式( 只适用于异步模式) 受控于UCSRA 寄存器的U2X。使用同步模式 (UMSEL = 1) 时，XCK 的数据方向寄存器 (DDR_XCK)决定时钟源是由内部产生(主机模式)还是由外部生产(从机模式)。仅在同步模式下XCK 有效。

片内时钟产生－波特率发生器内部时钟用于异步模式与同步主机模式。

USART 的波特率寄存器UBRR 和降序计数器相连接，一起构成可编程的预分频器或波特率发生器。降序计数器对系统时钟计数，当其计数到零或UBRRL 寄存器被写时，会自动装入UBRR 寄存器的值。当计数到零时产生一个时钟，该时钟作为波特率发生器的输出时钟，输出时钟的频率为fosc/(UBRR+1)。发生器对波特率发生器的输出时钟进行2、8或16 的分频，具体情况取决于工作模式。波特率发生器的输出被直接用于接收器与数据恢复单元。数据恢复单元使用了一个有2、8或16个状态的状态机，具体状态数由UMSEL、U2X 与 DDR_XCK 位设定的工作模式决定。

使用

STM32 USART的使用（基于库函数版本）

步骤说明

对中断需要用到的的默认的两个管脚PA9和PA10的模式进行设置.

* 注意：不要忘记RCC的设置！STM32的结构决定了用任何一个外设 * 就必须设置相应的使能时钟。USART1的使能时钟位是在APB2中的 * 本例中对应函数UART1_GPIO_Configuration()

* 2: 对USART的数据格式进行设置，即发送数据的数据位、校验位等.

* 本例对应函数为UART1_GPIO_Configuration()

* 注：对于数据是以上升沿还是下降沿有效，可以设置也可以不设 * 置，如果不设置，则系统采用默认值。本例中将其屏蔽。 * 3: 在主函数中调用以上两个函数，然后用库函数USART_SendData()

* 发送数据，用USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TXE) * 查询中断即可。

程序如下

#include

void delay(u32 x) //延时函数，u32是库函数中定义好的宏，意为无符号32位整数 {

while(x--);}

/********************************************************************** * Name : UART1_GPIO_Configuration * Deion : Configures the uart1 GPIO ports. * Input : None * Output : None * Return : None

void UART1_GPIO_Configuration(void) //注意：不是库函数，而是自己定义的GPIO初始化函数，

{

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitSturcture;

//定义GPIO管脚初始化结构体

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE);

//本函数（使能时钟）参数中，RCC_APB2Periph_USART1是必不可少的，有人会问，对于串口用到的PA9和

//PA10不用使能时钟吗？其实由于USART1默认的就是PA9和PA10，所以这一个就行了，当然你要是加上 //这个|RCC_APB2Periph_GPIOA也是不报错的，只是重复了。

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;

//选中串口默认输出管脚

GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;//定义输出最大速率

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; //定义管脚9的模式

GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); //调用函数，把结构体参数输入进行初始化

// Configure USART1_Rx as input floating

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10; //同上

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;//设置上浮模式

GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

//同上

* Name : UART1_Configuration * Deion : Configures the uart1 * Input : None * Output : None * Return : None

*******************************************************************************/ void USART_Configuration(void) {

USART_InitTypeDef USART_InitStructure; //定义串口初始化结构体

/*USART_ClockInitTypeDef USART_ClockInitStructure;//定义串口模式初始化结构体

USART_ClockInitStructure.USART_Clock = USART_Clock_Enable;// USART_ClockInitStructure.USART_CPOL = USART_CPOL_Low; USART_ClockInitStructure.USART_CPHA = USART_CPHA_2Edge; USART_ClockInitStructure.USART_LastBit = USART_LastBit_Disable; USART_ClockInit(USART1,&USART_ClockInitStructure); */

USART_InitStructure.USART_BaudRate = 9600; //设置串口通信时的波特率9600

USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;//设置数据位的长度8个位 USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1; //设置1个停止位 USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No //设置校验位“无”

USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None; //设置硬件控制流失能（失能：就是不管用的意思。使能：就是让某个功能起作用。） USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx; //设置发送使能，接收使能 USART_Init(USART1, &USART_InitStructure);

//将以上赋完值的结构体带入库函数USART_Init进行初始化

USART_Cmd(USART1, ENABLE);//开启USART1，注意与上面RCC_APB2PeriphClockCmd()设置的区别

}

int main(void)

UART1_GPIO_Configuration(); //调用GPIO初始化函数 USART_Configuration(); //调用USART配置函数 while(1)

//大循环

{

USART_SendData(USART1, 'A'); //发送一位数据

while(USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TXE) == RESET); //判断是否发送完毕 delay(0XFFFFF); //延时

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