STM32标准库开发——USART串口外设

USART外设介绍

• USART (Universal Synchronous/AsynchronousReceiver/Transmitter）通用同步/异步收发器
• USART是STM32内部集成的硬件外设，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
• 自带波特率发生器，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)
• 支持同步模式、硬件流控制、DMA、智能卡、IrDA、LIN
• STM32F103C8T6 USART资源:USART1、USART2、USART3

注意：同步时钟SCLK只支持输出不支持输入,因此一般用作异步收发器

USART基本框图

写数据：通过写操作，将数据写入发送数据寄存器TDR，当检测到有数据写入TDR时，硬件自动检测发送移位寄存器是否有数据，没有数据的话自动移动到发送移位寄存器。当数据移动到发送移位寄存器时，TXE位置1，这样就可以在TDR写入下一个数据。发送移位寄存器在发送控制器的控制下，将数据发送到TX
读数据：接收到的RX的数据在接收器的控制下，一位一位的写入接收移位寄存器，低位先行，数据移动完后会自动移动到接收数据寄存器，当RXNE接受数据寄存器非空 标志位为1时，数据就可以使用读操作读走。
硬件数据流控: nRTS（negative Request toSend）是输出脚，低电平有效。可以接到另一个串口设备的nCTS（negative Clear to Send）接收脚，它用于接收方向发送方发送控制信息。当一个设备接收数据效率太低时，可以用nRTS发送1，这样表示暂停发送。
唤醒单元：实现串口挂载多设备。可以填入一个串口地址，表示唤醒该串口，一般不常用
波特率发生器：本质上是分配器，但是可以实现更精准的分配，分配系数可以是小数。

数据帧

起始帧检测设计【读数据】

为了保证每一次采样的位置刚好都在位的正中间，串口通信专门设置了起始位帧检测，即在开始的一帧进行16分频检测，如果检测到下降沿0信号后，分别在3，5，7，8，9，10继续检测，必须保证每3位中有俩个0才算检测到，否则放弃之前捕获的下降沿信号重新捕获进行检测。当通过起始帧检测后，往后的每一帧都是在16分频后第7，8，9次进行采样，此时正好保证了在位中心进行采样。

波特率发生器

16分频正好对应前面提到的每一帧数据都要分为16次来采样以保证采样的位置对齐位中心