STM32串口通信-USART全面讲解_stm32 usart mode-优快云博客

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本文详细介绍了通用同步异步收发器(USART)的工作原理和技术细节，包括USART的功能引脚、数据寄存器、波特率生成、校验控制等内容，并通过具体实例展示了USART的初始化配置和编程过程。

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通用同步异步收发器(Universal Synchronous Asynchronous Receiver and Transmitter)是一个全双工的串行通信设备；UART(Universal Asynchronous Receiver and Transmitter)是在USART基础上裁掉了同步通信功能，只有异步通信。

USART满足外部设备对工业标准NRZ异步串行数据格式的要求，并且使用了小数波特率发生器，可以提供多种波特率。USART支持同步单向通信和半双工单线通信；还支持局域互连网络、智能卡协议与LrDA SIR ENDEC规范；还支持DMA，可实现高速数据通信。

如下图是USART功能框图，我们将对此框图进行分析。

1.功能引脚

TX：发送数据输出引脚

RX：接收数据输入引脚

SW_RX：数据接收引脚，内部引脚，只用于单线和智能卡模式

nRTS：发送请求输出端，n表示低电平有效。如果是能RTS流控制，当USART接收器准备好接收新的数据时会将nRTS编程低电平；当接收寄存器已满时，nRTS将会被设置为高电平，该引脚至适用于硬件流控制。

nCTS：请求发送输入端，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，如果为低电平则发送数据，如果为高电平则在发送完当前数据之后停止发送，该引脚只适用于硬件流控制。

SCLK：发送器时钟输出引脚，仅适用于同步模式。

注意：UART只有异步传输功能，故没有SCLK、nRTS和nCTS引脚。

2.数据寄存器

USART数据寄存器（USART_DR）包含TDR和RDR，两者是介于系统总线和移位寄存器之间，只有低9位或低8有效，两者选择取决于USART控制寄存器1（USART_CR1）的M位，M=0为8位数据字长，M=1为9位数据字长。

3.控制器

USART有专门的控制发送的发送器、控制接收的接收器，还有唤醒单元、中断控制等。使用USART之前，需要将USART_CR1的UE置1，使能串口时钟供给。

发送器：

USART_CR1的TE置1，启动数据发送，发送移位寄存器的数据会以低位在前、高位在后的形式从TX引脚输出，如果是同步模式SCLK也将输出时钟信号。

如下，字符发送时序图所示，一个字符帧发送需要三个部分：起始位+数据帧+停止位。起始位是一个位周期的低电平；数据帧是我们发送的8位或9位数据；停止位是一定时间周期的高电平，可以设置为0.5、1、1.5、2个停止位，默认使用1个停止位，2个停止位适用于USART模式、单线模式和调制解调器模式，0.5和1.5适用于智能卡模式。