STM32 USART外设

USART是通用同步/异步收发器 ，同步模式很少应用，和UART差别不大 

波特率，数据位长度，停止位长度，校验位，可以用结构体配置

支持同步模式，硬件流控制，智能卡，IrDA，LIN,可以了解一下；

左边的Tx和RX是发送和接收引脚，SW_RX和IRDA_OUT和IRDA_IN是用于智能卡和IRDA通信的引脚，有兴趣可以去了解。

接着是编解码模块右边的数据寄存器，TDR和RDR占用同一块地址，跟51单片机中的SBUF一样，在程序中只表现为一个寄存器DR,实际上是两个数据寄存器，

下面的发送移位寄存器的作用是：把一个字节的数据一位一位的移出去，正好对应于串口协议波形的数据位。

举例应用：

发送端：比如说在某时刻给TDR写入0x55,在寄存器中是01010101，那么此时，硬件检测到你写入数据了，他就会检查，当前移位寄存器是不是有数据正在移位，如果没有那么这01010101就会立刻发送到移位寄存器，准备发送。当数据从TDR发送到发送移位寄存器时，会置一个标志位，TXE(TX empty),发送寄存器空，如果检测到这个标志位为1，我们就可以在TDR下，写入下一个数据，然后发送移位寄存器就会在下面的发送器控制的驱动下，向右移位，一位一位的把数据输出到TX引脚，这里时向右移位，所以正好和串口通信的低位先行一致，当数据移位完成后，新的数据就会再一次自动地从TDR转移到发送移位寄存器中，如果当前寄存器地移位还没有完成，TDR的数据就会开始等待，一旦移位完成，就会立刻转移出来

接收端：数据从RX引脚通向接收移位寄存器，在接收器控制的驱动下，一位一位的读取RX的电平，向放在最高位，然后往右移，移位八次之后，就是接收到一个字节了，同样满足串口通信的低位先行，所以移位寄存器是从高位到低位这个方向移动的，当一个字节移位完成之后，这一个字节的数据就会一起转移到RDR寄存器中，在转移的过程中，也会置一个标志位RXNE,接收数据寄存器非空，当我们检测到RXNE置1之后，就可以把数据读走了1，同样这里也是两个寄存器来进行缓存，当数据从移位寄存器转移到RDR时，就可以直接移位下一帧数据了。

这就是大概的工作流程了

发送器控制：控制发送移位寄存器的工作； 接收器控制： 控制接收移位寄存器的工作

硬件数据流控：简称 流控 ，如果发送设备发送太快，接收设备来不及接收，就会出现丢弃和覆盖的现象，流控来解决这个问题；这里有两个引脚nRTS 和 nCTS；

nRTS（request to send):请求发送，输出引脚；用于告诉别人，我当前能不能接收

nCTS  (clear to send):清除发送，输入引脚；用于接收别人nRTS的信号

（前面加个n，代表低电平有效）

nCTS和nRTS需要两个支持流控的的设备，这两个引脚交叉连接，连接方式和TX和RX 一样；

最右边的SCLK的电路，是用于产生同步的时钟信号，配合移位寄存器输出的，发送寄存器每移位一次，同步时钟电平跳变一个周期，这个时钟只支持输出，不支持输入，所以两个USART之间，不能实现同步的串口通信，但是可以用于兼容别的协议，当串口加上时钟就和SPI很像。

唤醒单元可以来实现多设备的功能，可以给串口分配一个地址，当你发送指定地址时，此设备开始唤醒工作，发送其他设备地址，其他设备开始唤醒工作，没有唤醒的设备，保持沉默。

CR寄存器可以来控制USART中断，配置中断能不能通向NVIC;

 波特率发送器：USART1挂载在APB2上，所以是fPCLK2, 是72Mhz;

 USART2挂载在APB1上,所以是fPCLK1，是36Mhz;

之后这个时钟进行一个分频，除于一个/USARTDIV的分频系数，USARTDIV分为一个整数部分和小数部分，之后时钟再除以16，得到发送器时钟和接收器时钟，通向控制部分

如果是上图中的TE为1，就是发送器使能了，发送部分的波特率就有效，RE为1，就是接收器使能了，接收部分的波特率就有效

数据帧的格式，可以配置有无校验，奇偶校验，还有可以配置停止位字长，可以是1/2，1，1.5，2

 

这个是为了对输入来检测的：输入数据要求保证输入的采样频率和波特率一致，还要保证每次的输入采样的位置，是处于每一位的正中间（在正中间比较稳定），另外输入还可以对噪声有一定的判断能力，如果是噪声，最好能置标志位提醒。

这里是对起始位采样，采样频率是波特率的十六分频，就是在1位的空间中，能够采样16次，一开始空闲状态，处于高电平，在某位置，突然采样到0，说明检测到了下降沿，如果没有任何噪声，说明这个是起始位了，之后会采样十六次，如果没有噪声，这16位都是0；但是实际可能有噪声，所以虽然检测到了下降沿，后面还有再采样几次，以防万一。

根据手册描述，会在之后的第3，5，7进行一批采样，再再8，9，10再采样都要要求每3位里有至少2个0，才能认为是起始位，如果3位里面只有两个0，另一个1，也是起始位，不过会在状态寄存器里置NE(noise error),噪声标志位提醒。如果三位里只有1个0，那就不是起始位，可能前面的下降沿是噪声导致 ，这时电路就会忽略前面的数据，重新捕获下降沿。

数据采样类似；

 如果设置波特率为9600；对于USART1来说是：

9600=72000000/16/div    div=468.75 ,换成2进制写入寄存器