2021年12月08日 | STM32F4学习笔记7——USART Part2

硬件流控制

使用 nCTS 输入和 nRTS 输出可以控制 2 个器件间的串行数据流。如图显示了在这种模式 下如何连接 2 个器件：

分别向 USART_CR3 寄存器中的 RTSE 位和 CTSE 位写入 1，可以分别使能 RTS 和 CTS 流 控制。

RTS 流控制

如果使能 RTS 流控制 (RTSE=1)，只要 USART 接收器准备好接收新数据，便会将 nRTS 变 为有效（连接到低电平）。当接收寄存器已满时，会将 nRTS 变为无效，表明发送过程会在 当前帧结束后停止。下图图显示了在使能 RTS 流控制的情况下进行通信的示例。

CTS 流控制

如果使能 CTS 流控制 (CTSE=1)，则发送器会在发送下一帧前检查 nCTS。如果 nCTS 有效 （连接到低电平），则会发送下一数据（假设数据已准备好发送，即 TXE=0）；否则不会进 行发送。如果在发送过程中 nCTS 变为无效，则当前发送完成之后，发送器停止。

当 CTSE=1 时，只要 nCTS 发生变化，CTSIF 状态位便会由硬件自动置 1。这指示接收器是 否已准备好进行通信。如果 USART_CR3 寄存器中的 CTSIE 位置 1，则会产生中断。下图 显示了在使能 CTS 流控制的情况下进行通信的示例。

注意：停止帧的特殊行为：当使能 CTS 流后，发送器发送停止信号时将不检查 nCTS 输入状态。

USART中断

USART 中断事件被连接到相同的中断向量（请参见图 270）。

● 发送期间：发送完成、清除以发送或发送数据寄存器为空中断。

● 接收期间：空闲线路检测、上溢错误、接收数据寄存器不为空、奇偶校验错误、LIN 断路检测、噪声标志（仅限多缓冲区通信）和帧错误（仅限多缓冲区通信）

如果相应的使能控制位置 1，则这些事件会生成中断。

USART的配置模式

使用 DMA 进行连续通信

使用 DMA 进行发送

将 USART_CR3 寄存器中的 DMAT 位置 1 可以使能 DMA 模式进行发送。当 TXE 位置 1 时， 可将数据从 SRAM 区（通过 DMA 配置，参见 DMA 部分）加载到 USART_DR 寄存器。要 映射一个 DMA 通道以进行 USART 发送，请按以下步骤操作（x 表示通道编号）：

1.在 DMA 控制寄存器中写入 USART_DR 寄存器地址，将其配置为传输的目标地址。每次 发生 TXE 事件后，数据都会从存储器移动到此地址。

2. 在 DMA 控制寄存器中写入存储器地址，将其配置为传输的源地址。每次发生 TXE 事件 后，数据都会从这个存储区域加载到 USART_DR 寄存器中。

3. 在 DMA 控制寄存器中配置要传输的总字节数。

4. 在 DMA 寄存器中配置通道优先级

5. 根据应用的需求，在完成一半或全部传输后产生 DMA 中断。

6. 向 SR 寄存器中的 TC 位写入 0，将其清零。

7. 在 DMA 寄存器中激活该通道。

当达到在 DMA 控制器中设置的数据传输量时，DMA 控制器会在 DMA 通道的中断向量上产 生一个中断。

在发送模式下，DMA 对所有要发送的数据执行了写操作（DMA_ISR 寄存器中的 TCIF 标志 置 1）后，可以对 TC 标志进行监视，以确保 USART 通信已完成。在禁止 USART 或进入 停止模式前必须执行此步骤，以避免损坏最后一次发送。软件必须等待直到 TC=1。TC 标志 在所有数据发送期间都必须保持清零状态，然后在最后一帧发送结束后由硬件置 1。

使用 DMA 进行接收

将 USART_CR3 寄存器中的 DMAR 位置 1 可以使能 DMA 模式进行接收。接收数据字节 时，数据会从 USART_DR 寄存器加载到 SRAM 区域中（通过 DMA 配置，参见 DMA 规 范）。要映射一个 DMA 通道以进行 USART 接收，请按以下步骤操作：

1.在 DMA 控制寄存器中写入 USART_DR 寄存器地址，将其配置为传输的源地址。每次发 生 RXNE 事件后，数据都会从此地址移动到存储器。

2. 在 DMA 控制寄存器中写入存储器地址，将其配置为传输的目标地址。每次发生 RXNE 事 件后，数据都会从 USART_DR 寄存器加载到此存储区。

3. 在 DMA 控制寄存器中配置要传输的总字节数。

4. 在 DMA 控制寄存器中配置通道优先级。

5. 根据应用的需求，在完成一半或全部传输后产生中断。

6. 在 DMA 控制寄存器中激活该通道。

当达到在 DMA 控制器中设置的数据传输量时，DMA 控制器会在 DMA 通道的中断向量上产 生一个中断。在中断子程序中，USART_CR3 寄存器中的 DMAR 位应由软件清零。

注意：如果 DMA 用于接收，则不要使能 RXNEIE 位。

多缓冲区通信中的错误标志和中断生成

在多缓冲区通信中，如果事务中发生任何错误，都会在当前字节后放置错误标志。如果中断使能置 1，则会产生中断。在单字节接收过程中，与 RXNE 一同置位的帧错误、上溢错误和噪声标志具有单独的错误标志中断使能位（USART_CR3 寄存器中的 EIE 位）；如果该位置 1， 则会因其中任何一个错误而在当前字节后产生中断。

STM32F4库

串口配置流程

使能USART时钟

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USARTx, ENABLE);//1和6USART

RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_USARTx, ENABLE);//2、3、4、5USART

使能GPIO

RCC_AHB1PeriphClockCmd();//IO可以是TX，RX，CTS和SCLK

设置外设的复用功能

1、GPIO_PinAFConfig(GPIOB, GPIO_PinSource6, GPIO_AF_USART1);//将引脚连接到相应的复用功能

2、通过GPIO_InitStruct->GPIO_Mode_AF配置引脚到相应复用功能

3、通过GPIO_PuPd，GPIO_OType和GPIO_Speed选择IO的上下拉，IO类型和IO速度

4、（异步）通过USART_Init()配置Baud Rate，Word Length，Stop Bit，Parity,硬件数据了，模式（发送接收）。

USART_InitStructure.USART_BaudRate = 115200; /* 波特率 */

USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;

USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;

USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No ;

USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None; USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx; USART_Init(USART1,&USART_InitStructure);

5、对于同步模式通过USART_ClockInit()使能时钟和polarity，phase和last bit

void USART_StructInit(USART_InitTypeDef* USART_InitStruct);

void USART_ClockInit(USART_TypeDef* USARTx, USART_ClockInitTypeDef* USART_ClockInitStruct);

void USART_ClockStructInit(USART_ClockInitTypeDef* USART_ClockInitStruct);

void USART_Cmd(USART_TypeDef* USARTx, FunctionalState NewState);

void USART_SetPrescaler(USART_TypeDef* USARTx, uint8_t USART_Prescaler);

void USART_OverSampling8Cmd(USART_TypeDef* USARTx, FunctionalState NewState);

void USART_OneBitMethodCmd(USART_TypeDef* USARTx, FunctionalState NewState);

6、如果需要使能中断，那么使能NVIC并通不过函数USART_ITConfig使能相应中断位

7、当使用DMA模式时

——通过DMA_Init（）函数配置DMA

——通过函数USART_Cmd（）激活需要带的通道

8、通过USART_Cmd（）使能USART

9、当使用DMA时，通过DMA_Cmd（）使能DMA

10、Multi-Processor,LIN,half-duplex,Smartcard,IrDA详见M4权威指南

为了获得更高的波特率，可以通过函数 USART_OverSampling8Cmd()设置 8倍的过采样（默认是 16 倍的过采样），这个函数 需要在时钟RCC_APBxPeriphClockCmd()之后， USART_Init() 之前调用。

void USART_DeInit(USART_TypeDef* USARTx)通过复位时钟实现

数据传输函数

通过函数USART_ReceiveData()来读取寄存器USART_DR的数值这个数据来自RDR缓存器；通过函数USART_SendData（）实现对寄存器USART_DR的写操作，数据将被存储到TDR缓存器上。

void USART_SendData(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t Data)

{

/* Check the parameters */ assert_param(IS_USART_ALL_PERIPH(USARTx)); assert_param(IS_USART_DATA(Data));

/* Transmit Data */

USARTx->DR = (Data & (uint16_t)0x01FF);

}

uint16_t USART_ReceiveData(USART_TypeDef* USARTx)

{

/* Check the parameters */ assert_param(IS_USART_ALL_PERIPH(USARTx));

/* Receive Data */

1

return (uint16_t)(USARTx->DR & (uint16_t)0x01FF);

}

DMA传输和管理函数

函数USART_DMACmd用于使能DMA的发送和接收请求

void USART_DMACmd(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t USART_DMAReq, FunctionalState NewState)

{

/* Check the parameters */ assert_param(IS_USART_ALL_PERIPH(USARTx)); assert_param(IS_USART_DMAREQ(USART_DMAReq)); assert_param(IS_FUNCTIONAL_STATE(NewState));

if (NewState != DISABLE)

{

/* Enable the DMA transfer for selected requests by setting the DMAT and/or DMAR bits in the USART CR3 register */

USARTx->CR3 |= USART_DMAReq;

}

else

{

/* Disable the DMA transfer for selected requests by clearing the DMAT and/or DMAR bits in the USART CR3 register */

USARTx->CR3 &= (uint16_t)~USART_DMAReq;

}

}

中断标志管理函数

查询模式

(#) USART_FLAG_TXE : to indicate the status of the transmit buffer register

(#) USART_FLAG_RXNE : to indicate the status of the receive buffer register

(#) USART_FLAG_TC : to indicate the status of the transmit operation (#) USART_FLAG_IDLE : to indicate the status of the Idle Line

(#) USART_FLAG_CTS : to indicate the status of the nCTS input

(#) USART_FLAG_LBD : to indicate the status of the LIN break detection (#) USART_FLAG_NE : to indicate if a noise error occur

(#) USART_FLAG_FE : to indicate if a frame error occur

(#) USART_FLAG_PE : to indicate if a parity error occur

(#) USART_FLAG_ORE : to indicate if an Overrun error occur

在查询模式，建议使用下面两个函数：

(+) FlagStatus USART_GetFlagStatus(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t USART_FLAG);

(+) void USART_ClearFlag(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t USART_FLAG);

中断模式

挂起标志Pending Bits：

(##) USART_IT_TXE : to indicate the status of the transmit buffer register

(##) USART_IT_RXNE : to indicate the status of the receive buffer register

(##) USART_IT_TC : to indicate the status of the transmit operation (##) USART_IT_IDLE : to indicate the status of the Idle Line

(##) USART_IT_LBD : to indicate the status of the LIN break detection (##) USART_IT_NE : to indicate if a noise error occur

(##) USART_IT_FE : to indicate if a frame error occur

(##) USART_IT_PE : to indicate if a parity error occur

(##) USART_IT_ORE : to indicate if an Overrun error occur

中断源Interrupt Source：

(##) USART_IT_TXE : specifies the interrupt source for the Tx buffer empty interrupt.

(##) USART_IT_RXNE : specifies the interrupt source for the Rx buffer not empty interrupt.

(##) USART_IT_TC : specifies the interrupt source for the Transmit complete interrupt.

(##) USART_IT_IDLE : specifies the interrupt source for the Idle Line interrupt.

(##) USART_IT_CTS : specifies the interrupt source for the CTS interrupt.

(##) USART_IT_LBD : specifies the interrupt source for the LIN break detection interrupt.

(##) USART_IT_PE : specifies the interrupt source for the parity error interrupt.

(##) USART_IT_ERR : specifies the interrupt source for the errors interrupt.

上面的标志和中断源可以在函数组合使用

在这个模式下，建议使用下面三个函数

(+) void USART_ITConfig(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t USART_IT, FunctionalState NewState);

(+) ITStatus USART_GetITStatus(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t USART_IT);

(+) void USART_ClearITPendingBit(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t USART_IT);

DMA模式

USART在DMA模式下有两个请求需要管理，一个是发送请求，另一个是接收请求

(#) USART_DMAReq_Tx: specifies the Tx buffer DMA transfer request (#) USART_DMAReq_Rx: specifies the Rx buffer DMA transfer request

在这个模式下建议使用面函数

(+) void USART_DMACmd(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t USART_DMAReq, FunctionalState NewState);

void USART_ITConfig()

这个函数用于使能相关的 8个中断源，就是前面介绍的那 8个。

FlagStatus USART_GetFlagStatus()

void USART_ClearFlag()

根据前面的介绍，这两个配套使用，主要于查询模式对中断有另外函数两个函数

ITStatus USART_GetITStatus()

void USART_ClearITPendingBit()