STM32单片机:UART的寄存器配置以及工作原理
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前言
UART是重要的片上资源,主流单片机基本上都有该功能,通过UART可以扩展出很多的通信接口,如RS232、RS485、LIN,甚至WIFI、蓝牙模组等,可以说只要搞通讯就会涉及到UART。下面和大家分享STM32的UART配置。1 UART是什么USART全称universal synchronous asynchronous receiver transmitter通用同步异步接收发送器;速率最高可达4.5Mbits/s,波特率460800;数据按位顺序发送的串行通信接口简称串口,USART模块是采用串行通信接口最常见的模块,为了方便,就把USART简称为串口;USART接口通过RX,TX,GND同其他设备相连;当TX引脚被禁止时,该引脚恢复GPIO的配置;当TX引脚使能且未发送数据时,该引脚处于高电平(空闲态);USART接口的数据字长度可编程,停止位长度可编程;可配置为DMA多缓冲通信;2 USART的帧格式串口数据应该遵循USART帧的格式,才能被串口识别;首先总线需要持续至少一个空闲帧,然后连续发送数据帧,数据帧与数据帧之间有时会有断开帧,断开帧后需要接1-2bit停止位,连接下个数据帧;断开帧只能为10bit或11bit低电平的帧(CR1_SBK[0]);然后接1或2bit的高电平作为停止位,然后接下一个数据帧;数据帧的数据字有两种格式,(1)8 bit 数据位;(2)8bit 数据位 1 bit 奇偶校验位; 3 USART的寄存器使用每个USART都有7个自己的寄存器;用来配置该USART的所有功能;有许多功能诸如硬件流控制,LIN模式,智能卡模式等,由于没用过或是用不上,实在晦涩难懂费时费力,故在此全部跳过;以下给出了USART作为常用串口收发数据的工作框图,以及相关的寄存器配置;3.1 工作框图 3.2 相关寄存器配置1)首先需要配置USART的6个参数:波特率USART_BRR,字长M,停止位STOP,校验位PCE,PS,PEIE,USART的收发模式TE和RE和硬件流控制CTSIE,CTSE,RTSE;2)USART提供了8个中断:TXEIE, TCIE, RXNEIE, PEIE, IDLEIE, CTSIE, LBDIE, EIE;8个中断使能均可以进入USART的中断函数,根据需要配置合适的中断使能位为1;通常为RXNEIE位;3)然后使能接收器RE和发送器TE;4)然后使能UE中断;4 USART的代码示例4.1 标准库提供的常用USART接口标准库为所有的外设都提供了封装寄存器的API接口函数,文件名为stm32f10x_peripheral.c;以下为usart外设的常用函数;
//串口USARTx的参数配置初始化函数;
void USART_Init(USART_TypeDef* USARTx, USART_InitTypeDef* USART_InitStruct);
//使能串口,(主要是分频器和输出的设置)
void USART_Cmd(USART_TypeDef* USARTx, FunctionalState NewState);
//使能串口中断,(就是那8个中断,均可以进入中断函数)
void USART_ITConfig(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t USART_IT, FunctionalState NewState);
//都是处理一个字节;
void USART_SendData(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t Data);
uint16_t USART_ReceiveData(USART_TypeDef* USARTx);
//读取SR寄存器的状态,SR的状态都是硬件设置的;
FlagStatus USART_GetFlagStatus(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t USART_FLAG);
//读取SR寄存器和CRx控制寄存器的状态,和上面一个功能相同的;
ITStatus USART_GetITStatus(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t USART_IT);
//修改SR寄存器的状态,单功能通讯用不上;
void USART_ClearFlag(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t USART_FLAG);
4.2 USART1使用代码
#include "usartDemo.h"
u8 USART1_RX_BUF[256]; //接收缓存
u8 USART1_RX_CNT = 0; //接收字节计数
u8 USART1_REV_0D = 0; //收到\r
u8 USART1_REV_0A = 0; //收到\r和\n
//usart1初始化之后,便可以通过串口读写了;
void Usart1_Init(u32 bound)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1|RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); //设置NVIC中断分组2:2位抢占优先级,2位响应优先级 0-3;
//USART1外设中断配置
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=3 ; //抢占优先级3
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 3; //子优先级3
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //IRQ通道使能
NVIC_Init(