《嵌入式应用技术——基于STM32固件库编程》课件 USART.ppt

USART USART与UART USART(Universal Synchronous Asynchronous Receiver and Transmitter) UART(Universal Asynchronous Receiver and Transmitter) 两者区别在于，UART在USART基础上裁剪掉了同步通信功能，只有异步通信。从信号通信的角度看，同步和异步最大的区别在于有无时钟信号，有时钟的是同步通信，无时钟的是异步通信。 TX 设备A RX GND TX RX 设备B GND RS232与TTL 协议 高电平 低电平 RS232 逻辑1(MARK)=-3V～-15V 逻辑0(SPACE)=+3～+15 TTL 输入高电平最小2V，输出高电平最小2.4V，典型值3.4V 输入低电平最大0.8V，输出低电平最大0.4V，典型值0.2V 使用USB-串口转换芯片 常用的芯片：PL2303与CH340 STM32F4的串口 STM32F407ZGT系列有6个串口，其中2个是UART，4个是USART，USART可设置为UART，在UART模式下无需时钟（CK）。 APB2(最高 84MHz) APB1(最高 42MHz) USART1 USART6 USART2 USART3 UART4 UART5 TX PA9 PC6 PA2 PB10 PA0 PC12 RX PA10 PC7 PA3 PB11 PA1 PD2 SCLK PA8 PG7 PA4 PB12 - - nCTS PA11 PG13 PD3 PB13 - - nRTS PA12 PG8 PD4 PB14 - - UART的主要参数 数据帧 硬件流控制 nRTS：请求以发送(Request To Send)，n表示低电平有效。如果使能RTS流控制，当USART接收器准备好接收新数据时就会将nRTS变成低电平；当接收寄存器已满时，nRTS将被设置为高电平。 nCTS：清除以发送(Clear To Send)，n表示低电平有效。如果使能CTS流控制，发送器在发送下一帧数据之前会检测nCTS引脚，如果为低电平，表示可以发送数据，如果为高电平则在送完当前数据帧之后停止发送。 STM32的USART 一般使用UART模式，而且不使用硬件流控制，因此nRTS、nCTS、SCLK、SW_RX引脚不使用。 USART的寄存器 数据寄存器(USART_DR) 只有低9位有效，并且第 9 位数据是否有效要取决于USART控制寄存器1(USART_CR1)的M位设置。一般使用8位数据，9位数据使用于多机通信。 USART_DR实际包含了两个寄存器，一个专门用于发送的可写TDR，一个专门用于接收的可读RDR。 当TDR寄存器有数据时，会将数据送入发送移位寄存器进行移位输出，移位寄存器的输出端连接至TX（GPIO）；当接受移位寄存器从RX（GPIO）接受二进制数，收满数据后，会将其送至RDR寄存器。 USART的寄存器 控制寄存器1（USART_CR1） 控制寄存器2（USART_CR2） 控制寄存器3（USART_CR3） USART的寄存器 状态寄存器（USART_SR） 保护时间和预分频器寄存器（USART_GTPR） 波特率寄存器（USART_BRR） 波特率计算方法 fPLCK为USART时钟，可以是APB1或者APB2，OVER8为USART_CR1寄存器的OVER8位对应的值，USARTDIV是一个存放在波特率寄存器(USART_BRR)的无符号浮点数。 其中DIV_Mantissa[11:0]位定义USARTDIV的整数部分，DIV_Fraction[3:0]位定义USARTDIV的小数部分，DIV_Fraction[3]位只有在OVER8位为0时有效，否则必须清零。 比如，USART_BRR值为 0X271，如果OVER8=0，则DIV_Mantissa=39、DIV_Fraction=1，那么整数为39，USARTDIV的小数位1/16=0.0625，最终USARTDIV的值为39.0625。 以USART1为例：时钟为APB2=84MHz，fPLCK=84MHz，OVER8=0，设置波特率为115200，则： 计算得到USARTDIV=45.57 波特率误差表 16 倍过采样时 (OVER8=0) 波特率 fPCLK = 42 MHz fPCLK = 84 MHz 序号 所需值 实际值 USARTDIV 误差% 实际值 USART_BRR 误差% 1 1200bps 1200bps 2187.5 0 1200bps 4375 0 2 2400bps 2400bps 1093.75 0 240