【JESSE】STM32初学（寄存器版）——USART
接上篇：【JESSE】STM32初学（寄存器版）——位段操作通用同步异步收发器（USART）在大部分STM32程序中都会用上，无论是功能需要，要求板子与外部设备通信，还是用于程序的调试，都离不开USART。 既然用的这么广，我们就先看看如何在寄存器模式下使用它。那首先就是要知道它的寄存器咯（有七个寄存器，分别是：状态寄存器（SR），数据寄存器（DR），波特率寄存器（BRR），控制寄存器1（CR1），控制寄存器2（CR2），控制寄存器3（CR3），还有一个保护时间和预分频寄存器（GTPR），它们的作用大家一看就知道了，最后一个寄存器可以暂时不用管，先看看它的控制寄存器USART1_CR1
位 15 OVER8：过采样模式 (Oversampling mode)
0： 16 倍过采样
1： 8 倍过采样
位 13 UE： USART 使能 (USART enable)
该位清零后， USART 预分频器和输出将停止，并会结束当前字节传输以降低功耗。此位由软
件置 1 和清零。
0：禁止 USART 预分频器和输出
1：使能 USART
位 12 M：字长 (Word length)
该位决定了字长。该位由软件置 1 或清零。
0： 1 起始位，8 数据位， n 停止位
1： 1 起始位，9 数据位， n 停止位
位 10 PCE：奇偶校验控制使能 (Parity control enable)
该位选择硬件奇偶校验控制（生成和检测）。使能奇偶校验控制时，计算出的奇偶校验位被
插入到 MSB 位置（如果 M=1，则为第9 位；如果 M=0，则为第8 位），并对接收到的数据
检查奇偶校验位。此位由软件置 1 和清零。一旦该位置1， PCE 在当前字节的后面处于活动
状态（在接收和发送时）。
0：禁止奇偶校验控制
1：使能奇偶校验控制
位 9 PS：奇偶校验选择 (Parity selection)
该位用于在使能奇偶校验生成/检测（PCE 位置 1）时选择奇校验或偶校验。该位由软件置1 和
清零。将在当前字节的后面选择奇偶校验。
0：偶校验
1：奇校验
位 3 TE：发送器使能 (Transmitter enable)
该位使能发送器。该位由软件置 1 和清零。
0：禁止发送器
1：使能发送器
位 2 RE：接收器使能 (Receiver enable)
该位使能接收器。该位由软件置 1 和清零。
0：禁止接收器
1：使能接收器并开始搜索起始位
USART_CR2
位 13:12 STOP：停止位 (STOPbit)
这些位用于编程停止位。
00： 1 个停止位
01： 0.5 个停止位
10： 2 个停止位
11： 1.5 个停止位
注意： 0.5 个停止位和 1.5 个停止位不适用于 UART4 和 UART5。
USART_CR3
位 11 ONEBIT：一个采样位方法使能 (Onesample bit method enable)
该位允许用户选择采样方法。选择一个采样位方法后，将禁止噪声检测标志 (NF)。
0：三个采样位方法
1：一个采样位方法
这里并没有列出它的中断使能位，中断放在下一篇进行探讨。 USART_SR
位 7 TXE：发送数据寄存器为空 (Transmit data register empty)
当 TDR 寄存器的内容已传输到移位寄存器时，该位由硬件置1。如果 USART_CR1 寄存器
中 TXEIE 位 = 1，则会生成中断。通过对USART_DR 寄存器执行写入操作将该位清零。
0：数据未传输到移位寄存器
1：数据传输到移位寄存器
注意： 单缓冲区发送期间使用该位
位 6 TC：发送完成 (Transmission complete)
如果已完成对包含数据的帧的发送并且 TXE 置 1，则该位由硬件置1。如果 USART_CR1 寄存
器中 TCIE = 1，则会生成中断。该位由软件序列清零（读取 USART_SR 寄存器，然后写入
USART_DR 寄存器）。 TC 位也可以通过向该位写入‘0’来清零。建议仅在多缓冲区通信
时使用此清零序列。
0：传送未完成
1：传送已完成
位 5 RXNE：读取数据寄存器不为空 (Readdata register not empty)
当 RDR 移 位 寄存 器 的 内 容 已 传 输 到 USART_DR 寄 存 器时，该 位 由 硬 件 置 1。如 果
USART_CR1寄存器中 RXNEIE = 1，则会生成中断。通过对 USART_DR 寄存器执行读入
操作将该位清零。 RXNE 标志也可以通过向该位写入零来清零。建议仅在多缓冲区通信时使
用此清零序列。
0：未接收到数据
1：已准备好读取接收到的数据
USART_DR 数据寄存器只有8位有效位，31-9都是保留位。数据寄存器包含两个寄存器，一个用于发送（TDR），一个用于接收（RDR），但是我们只能看到一个，就是（DR），因此它具有双重功能（读和写），DR具体代表哪一个寄存器取决于所执行的操作是“读取”还是“写入”。USART是通过GPIO与外部连接的，那对应的引脚就复用了特定的功能。我们从参考手册中可以找到相应的描述 说了这么多，我们来看看代码（我的板卡只引出了USART6）void usart_init(uint32_t brr)
{
RCC->APB2ENR |= 0x01<<5; //开启USART6的时钟
USART6->CR1&= ~(0x01<<15|0x01<<13|0x01<<12|0x01<<10|0x01<<3|0x01<<2);
USART6->CR1|= (0x01<<13|0x01<<3|0x01<<2);
USART6->CR2&= ~(0x03<<12);
USART6->CR3&= ~(0x01<<11);
USART6->BRR = 16000000/brr;
}
对应参考手册，我们知道这几行代码将USART6的控制寄存器进行了以下配置：16倍过采样使能USART1 起始位， 8 数据位，n 停止位禁止奇偶校验控制
使能发送器使能接收器并开始搜索起始位1 个停止位
三个采样位方法最后一个寄存器BRR配置的是USART6的波特率，形参brr就是波特率值，例如9600，115200等值。往BRR这个寄存器中写入的值是怎么算的呢，参考手册上有一个公式其中OVER8是过采样模式，我们采用的是16倍过采样（至于什么是16倍过采样，看参考手册吧），所以OVER8为0，fck是APB2总线时钟频率，简化之后便是：波特率 = fck/(16*USARTDIV)USARTDIV 是一个存放在 USART_BRR 寄存器中的无符号定点数（USARTDIV是个浮点数）。我们再看看波特率寄存器是什么样子的。参考手册上说，寄存器的低四位是用来存放USARTDIV的小数部分，15-4是用来存放USARTDIV的整数部分，好像有点懵逼，再说小数怎么存进去，不知道怎么做可以看看别人是怎么做的呀。正点原子是将小数部分乘以16（转16进制）再加上整数部分左移4位，之后写入BRR寄存器中的，这里好像可以发现点什么，整数左移4位不也相当于乘以16吗？小数乘以16后加上整数乘上16，再加上之前的波特率计算公式，不就相当于：波特率 = fck/写入BRR中的值将公式变换一下，就得到：写入BRR中的值 = fck/波特率这就尴尬了，绕了这么一圈。 这只是进行了USART6的相关配置，USART是通过GPIO与外部设备连接的，那肯定是要对相应的引脚进行配置了，从数据手册中我们找到了，能复用为USART6-RX和TX的引脚分别为PG9和PG14，接着便是初始化这段初始化程序和前面不同的地方在于，它配置了AFR寄存器AFR寄存器分为AFRL和AFRH（程序中的结构体将其封装为一个具有两个元素的数组），四个位控制一个引脚，共有16种复用功能。从上面的图2和图3了解到复用为USART6是AF8,所以程序便是将相应为上清零，并写入相应数值。 到这，我们只要写好发送和接收函数就可以进行简单的收发了 来张效果图
这篇帖子只是对USART进行简单的配置和应用，但是并没有将USART的问题讲述清楚，还有时钟、中断等问题，后续再更
写的很详细，好久没更新了。。。 springvirus 发表于 2018-2-1 10:57
写的很详细，好久没更新了。。。
不好意思不好意思，确实拖了很久:L。在学校做完毕设、答辩完就南下奔波了。年后找到工作稳定下来继续更，谢谢支持:) @乔木 发表于 2018-2-3 11:43
不好意思不好意思，确实拖了很久。在学校做完毕设、答辩完就南下奔波了。年后找到工作稳定下来继续更， ...
辛苦了，毕业这阵子确实需要处理的事情很多 谢谢分享
页:
[1]