串列埠通訊（中） USART

usart即為通用同步非同步收發器，用於序列通訊，例如其可以用於列印程式輸出資訊，以便於除錯程式。

圖10-1

這裡簡單介紹下usart框圖。

tx為傳送資料的輸出引腳，rx為接收資料的輸入引腳，sclk為傳送器時鐘輸出引腳（同步模式下會用到）。其中sclk**於apb1匯流排時鐘（36mhz）和apb2匯流排時鐘（72mhz）。

這裡涉及到usart資料暫存器（usart_dr）。如圖10-2。

圖10-2從圖10-2的暫存器描述我們知道，usart_dr實際上包含了乙個傳送用的tdr暫存器，乙個接收用的rdr暫存器。傳送時，把tdr內容轉移到傳送移位暫存器，由傳送移位暫存器一位一位發出；接收時，把收到的每一位儲存到接收移位暫存器然後再轉移到rdr。

usart有專門的傳送器和接收器，在使用usart前需要先使能usart，將usart_cr1暫存器的ue位置1即可。而傳送或接收的資料字長可選8位或9位，由usart_cr1的m位控制。

要啟動資料傳送，需要先使能usart_cr1的te位，則傳送移位暫存器的資料會在tx引腳輸出，從低位開始傳送，如果是同步模式，則sclk也會輸出時鐘訊號。在非同步模式中，乙個字元幀包含三部分：起始位+資料幀+停止位。中間部分的資料幀則是我們要傳送的8位或9位資料。當使能te位後，傳送器開始會先傳送乙個空閒幀，然後往usart_dr寫入要傳送的資料。傳送完成後，等待狀態暫存器（usart_sr）的tc位置1後，則代表資料傳輸完成，同時如果usart_cr1的tcie位置1，將產生中斷。

同理，在接收時，需要置位usart_cr1的re位，使能接收。接收完成後，會把usart_sr的rxne位置1，同時如果usart_cr1的rxneie位置1，可以產生中斷。

usart中，波特率和位元率的值相等，所以一般不區分這兩個概念。波特率越大，傳輸速率越快。usart的傳送器和接收器使用相同的波特率，公式如下：

boud =

圖10-3

由描述可知，div_mantissa為usartdiv的整數部分，div_fraction為usartdiv的小數部分。那麼，

usartdiv = div_mantissa + div_fraction / 16

例如，掛載在apb2匯流排的usart1，其有72mhz的時鐘頻率，即f=72mhz，假設我們需要115200的波特率，則由上面的公式可得：

115200 = 72000000 / (16*usartdiv)

div_mantissa=39=0x17，

div_fraction=0.625*16=1=0x01

usart還支援奇偶校驗。當使用校驗位時，資料幀長度為8位資料幀加上1位校驗位，共9位，此時usart_cr1的m位需要置1。將usart_cr1的pce位置1可以使能校驗控制。奇偶校驗由硬體自動完成，在傳送資料時會自動新增校驗位，接收資料時會自動驗證校驗位。接收資料驗證校驗位時如果校驗失敗，usart_sr的pe位將會置1，同時如果usart_cr1的peie位置1，便能產生奇偶校驗中斷。

使能校驗控制後，每個字元幀組成將變為：起始位+資料幀+校驗位+停止位。

USART 串列埠通訊

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