串口相关知识总结

1.USART 框图

1.1 USART 信号引脚

TX：发送数据输出引脚
RX：接收数据输入引脚
SCLK：发送器时钟输出，适用于同步传输
SW_RX：数据接收引脚，属于内部引脚，用于智能卡模式
IrDA_RDI：IrDA 模式下的数据输入
IrDA_TDO：IrDA 模式下的数据输出
nRTS：发送请求，若是低电平，表示 USART 准备好接收数据
nCTS：清除发送，若是高电平，在当前数据传输结束时阻断下一次的数据发送

1.2 数据寄存器

1）USART_DR 包含了已发送或接收到的数据。由两个寄存器组成的，一个专门给发送用的（TDR），一个专门给接收用的（RDR）,该寄存器具备读和写的功能。
2）TDR 寄存器提供了内部总线和输出移位寄存器之间的并行接口。
3）RDR 寄存器提供了输入移位寄存器和内部总线之间的并行接口。
4）当进行数据发送操作时，往 USART_DR 中写入数据会自动存储在 TDR内；
当进行读取操作时，向 USART_DR 读取数据会自动提去 RDR 数据。

1.3控制器

USART 有专门控制发送的发送器，控制接收的接收器，还有唤醒单元、中断控制等等，

1.4 时钟与波特率

这部分的主要功能就是为 USART 提供时钟以及配置波特率。波特率计算公式如下：
fck是串口的时钟，USART1的时钟是PCLK2,其他串口都是PCLK1
16：过采样系数
USARTDIV: 窗口分频系数

2.USART寄存器

引用手册中的配置步骤：

1. 通过在 USART_CR1 寄存器上置位 UE 位来激活 USART。
2. 编程 USART_CR1 的 M 位来定义字长。
3. 在 USART_CR2 中编程停止位的位数。
4. 如果采用多缓冲器通信，配置 USART_CR3 中的 DMA 使能位(DMAT)。按多缓冲器通
   信中的描述配置 DMA 寄存器。
5. 利用 USART_BRR 寄存器选择要求的波特率。
6. 设置 USART_CR1 中的 TE 位，发送一个空闲帧作为第一次数据发送。
7. 把要发送的数据写进 USART_DR 寄存器(此动作清除 TXE 位)。在只有一个缓冲器的情
   况下，对每个待发送的数据重复步骤 7。
8. 在 USART_DR 寄存器中写入最后一个数据字后，要等待 TC=1，它表示最后一个数据帧
   的传输结束。当需要关闭 USART 或需要进入停机模式之前，需要确认传输结束，避免破坏最
   后一次传输。

2.1 串口时钟使能（APB2ENR、APB2ENR）

2.2串口复位（APB2RSTR）

APB2RSTR 寄存器的第 4 位

2.3串口波特率设置（ USART_BRR）

2.4串口控制

控制寄存器1（CR1）
位13：使能USART
位12：配置8个数据位
位10：禁止检验控制
位5：使能接收缓冲区非空中断
位3：使能发送
位2：使能接收

控制寄存器2（CR2）
位13：12 该寄存器需要配置1个停止位

控制寄存器3（CR3）
位3 配置不选择半双工模式

2.5数据发送与接收- 数据寄存器（DR）

位8:0 设置好控制和波特率寄存器后,往该寄存器写入数据即可发送，接收数据则读该寄存器

2.6 状态寄存器（SR）

位6 TC位，是否发送完成
位5 RXNE，是否收到数据

3.GPIO 引脚复用功能

复用功能寄存器有 2 个，都是 32 位有效的寄存器，分高位（AFRH）和低位（AFRL）。复用器采用 16 路复用功能输入 AF0~AF15，通过 GPIOx_AFRL（引脚 0~7）、GPIOx_AFRH（引脚 8~15）寄存器对复用功能输入进行配置，每四位控制 1 路复用。

每路映射情况如下图所示，每次只能选择一路映射