"STM32 USART 是微控制器中的一种通用同步/异步收发传输器,用于实现设备间的串行通信。本文将深入解析USART的工作原理及其关键组件,帮助读者理解如何有效地使用串口通信。"
STM32的USART(通用同步/异步收发传输器)是其内置的通信接口之一,它支持全双工通信,允许在同一时间进行数据的发送和接收。在了解STM32 USART之前,首先要明白串口通信的基本概念,即数据通过一根线发送,另一根线接收,按照一定的波特率和起始、停止位进行传输。
**USART框图解释**
1. **发送移位寄存器(TX)**:负责将待发送的数据一位一位地移出。当数据被写入发送数据寄存器(DR)时,实际上是在写入发送移位寄存器TDR。TDR是只写的,当数据从TDR移到发送移位寄存器时,会设置标志位TXE(发送寄存器空)。
2. **接收移位寄存器(RX)**:与发送相反,它从RX引脚接收数据,并将其一位一位地移入。接收数据首先存储在接收移位寄存器,然后在移位完成时一次性转移到接收数据寄存器RDR。接收移位寄存器的移位方向是从高位到低位,遵循串口协议的低位先行规则。当数据接收完成后,会设置标志位RXNE(接收数据寄存器非空)。
**工作流程**
1. **写入数据**:当你向DR寄存器写入数据时,数据实际进入TDR。当TXE标志位被置1时,表示TDR为空,可以写入新的数据。数据随后由发送移位寄存器按位移出,通过TX引脚发送出去。
2. **发送过程**:发送移位寄存器在内部时钟的驱动下,将数据移出到TX引脚。在数据完全移出后,新的数据才会从TDR移至发送移位寄存器,准备下一次发送。
3. **接收数据**:数据通过RX引脚进入接收移位寄存器,按位移入。接收移位寄存器移位8次后,一个字节的数据会被整体移入RDR。此时,RXNE标志位被置1,表明数据已准备好被读取。
4. **读取数据**:检测到RXNE标志位后,可以读取RDR中的数据。读取后,RDR清空,准备接收下一次的数据。移位寄存器则继续接收新的数据位。
**控制机制**
发送器和接收器都由内部的控制逻辑驱动,这些控制逻辑确保数据的正确移位和时序的同步。此外,USART还包含其他重要寄存器,如波特率发生器(用于设定通信速度)、中断标志位等,它们共同协作,使得STM32能高效、可靠地进行串行通信。
在实际应用中,开发人员需要配置USART的初始化参数,如波特率、数据位数、停止位和奇偶校验,以及中断设置,以便在适当的时候触发处理函数。同时,还需要正确地处理中断事件,比如当TXE或RXNE标志位被置1时,执行相应的发送或接收操作。
总结来说,STM32的USART是一个强大的串行通信模块,通过理解和掌握其工作原理,开发者能够有效地实现设备间的串行数据交换,广泛应用于嵌入式系统中,如传感器数据传输、调试信息输出等场景。