485-串口硬件相关问题分析

uart整体框图见下表：

USART 寄存器：

usart初始化过程

void USART_Init(USART_TypeDef* USARTx, USART_InitTypeDef* USART_InitStruct)
{
  uint32_t tmpreg = 0x00, apbclock = 0x00;
  uint32_t integerdivider = 0x00;
  uint32_t fractionaldivider = 0x00;
  RCC_ClocksTypeDef RCC_ClocksStatus;

/*---------------------------- USART CR2 Configuration -----------------------*/
  tmpreg = USARTx->CR2;
  /*
  cr2 的12，13bit是控制停止位 
  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
*/
  /* Clear STOP[13:12] bits */
  tmpreg &= (uint32_t)~((uint32_t)USART_CR2_STOP);

  /* Configure the USART Stop Bits, Clock, CPOL, CPHA and LastBit :
      Set STOP[13:12] bits according to USART_StopBits value */
  tmpreg |= (uint32_t)USART_InitStruct->USART_StopBits;
  
  /* Write to USART CR2 */
  USARTx->CR2 = (uint16_t)tmpreg;

/*---------------------------- USART CR1 Configuration -----------------------*/
  tmpreg = USARTx->CR1;
/* 
#define CR1_CLEAR_MASK            ((uint16_t)(USART_CR1_M | USART_CR1_PCE | \
                                              USART_CR1_PS | USART_CR1_TE | \
                                              USART_CR1_RE))
 */
  /* Clear M, PCE, PS, TE and RE bits */
  tmpreg &= (uint32_t)~((uint32_t)CR1_CLEAR_MASK);

  /* Configure the USART Word Length, Parity and mode: 
     Set the M bits according to USART_WordLength value 
     Set PCE and PS bits according to USART_Parity value
     Set TE and RE bits according to USART_Mode value */
  tmpreg |= (uint32_t)USART_InitStruct->USART_WordLength | USART_InitStruct->USART_Parity |
            USART_InitStruct->USART_Mode;

  /* Write to USART CR1 */
  USARTx->CR1 = (uint16_t)tmpreg;

/*---------------------------- USART CR3 Configuration -----------------------*/  
  tmpreg = USARTx->CR3;

  /* Clear CTSE and RTSE bits */
  tmpreg &= (uint32_t)~((uint32_t)CR3_CLEAR_MASK);

  /* Configure the USART HFC : 
      Set CTSE and RTSE bits according to USART_HardwareFlowControl value */
  tmpreg |= USART_InitStruct->USART_HardwareFlowControl;

  /* Write to USART CR3 */
  USARTx->CR3 = (uint16_t)tmpreg;

/*---------------------------- USART BRR Configuration -----------------------*/
  /* Configure the USART Baud Rate */
  RCC_GetClocksFreq(&RCC_ClocksStatus);

  if ((USARTx == USART1) || (USARTx == USART6))
  {
    apbclock = RCC_ClocksStatus.PCLK2_Frequency;
  }
  else
  {
    apbclock = RCC_ClocksStatus.PCLK1_Frequency;
  }
  
  /* Determine the integer part */
  if ((USARTx->CR1 & USART_CR1_OVER8) != 0)
  {
    /* Integer part computing in case Oversampling mode is 8 Samples */
    integerdivider = ((25 * apbclock) / (2 * (USART_InitStruct->USART_BaudRate)));    
  }
  else /* if ((USARTx->CR1 & USART_CR1_OVER8) == 0) */
  {
    /* Integer part computing in case Oversampling mode is 16 Samples */
    integerdivider = ((25 * apbclock) / (4 * (USART_InitStruct->USART_BaudRate)));    
  }
  tmpreg = (integerdivider / 100) << 4;

  /* Determine the fractional part */
  fractionaldivider = integerdivider - (100 * (tmpreg >> 4));

  /* Implement the fractional part in the register */
  if ((USARTx->CR1 & USART_CR1_OVER8) != 0)
  {
    tmpreg |= ((((fractionaldivider * 8) + 50) / 100)) & ((uint8_t)0x07);
  }
  else /* if ((USARTx->CR1 & USART_CR1_OVER8) == 0) */
  {
    tmpreg |= ((((fractionaldivider * 16) + 50) / 100)) & ((uint8_t)0x0F);
  }
  
  /* Write to USART BRR register */
  USARTx->BRR = (uint16_t)tmpreg;
}

寄存器说明

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 注意： 在数据传输（发送和接收）期间不得更改 M 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 注意： 1：除了在智能卡模式下以外，传送期间 TE 位上的“0”脉冲（“0”后紧跟的是“1”）
会在当前字的后面发送一个报头（空闲线路）。 2：当 TE 置 1 时，在发送开始前存在 1 位的时间延迟

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

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

uart 使能

USARTx->CR1 &= (uint16_t)~((uint16_t)USART_CR1_UE);
USART_ClearFlag(USART6, USART_FLAG_TC);--->USARTx->SR = (uint16_t)~USART_FLAG;
USART_ITConfig(USART6, USART_IT_RXNE, ENABLE); //中断使能 见uart中断部分
//#define  USART_CR1_UE                        ((uint16_t)0x2000) 
//#define USART_FLAG_TC                        ((uint16_t)0x0040)
  * @param  USART_IT: specifies the USART interrupt sources to be enabled or disabled.
  *          This parameter can be one of the following values:
  *            @arg USART_IT_CTS:  CTS change interrupt
  *            @arg USART_IT_LBD:  LIN Break detection interrupt
  *            @arg USART_IT_TXE:  Transmit Data Register empty interrupt
  *            @arg USART_IT_TC:   Transmission complete interrupt
  *            @arg USART_IT_RXNE: Receive Data register not empty interrupt
  *            @arg USART_IT_IDLE: Idle line detection interrupt
  *            @arg USART_IT_PE:   Parity Error interrupt
  *            @arg USART_IT_ERR:  Error interrupt(Frame error, noise error, overrun error)

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

uart 的读写流程

发送器：
步骤：

1. 通过向 USART_CR1 寄存器中的 UE 位写入 1 使能 USART。
2. 对 USART_CR1 中的 M 位进行编程以定义字长。
3. 对 USART_CR2 中的停止位数量进行编程。
4. 如果将进行多缓冲区通信，请选择 USART_CR3 中的 DMA 使能 (DMAT)。按照多缓冲区
   通信中的解释说明配置 DMA 寄存器。
5. 使用 USART_BRR 寄存器选择所需波特率。
6. 将 USART_CR1 中的 TE 位置 1 以便在首次发送时发送一个空闲帧。
7. 在 USART_DR 寄存器中写入要发送的数据（该操作将清零 TXE 位）。为每个要在单缓
   冲区模式下发送的数据重复这一步骤。
8. 向 USART_DR 寄存器写入最后一个数据后，等待至 TC=1。这表明最后一个帧的传送已
   完成。禁止 USART 或进入暂停模式时需要此步骤，以避免损坏最后一次发送。

接收器：
字符接收
USART 接收期间，首先通过 RX 引脚移入数据的最低有效位。该模式下， USART_DR 寄存
器的缓冲区 (RDR) 位于内部总线和接收移位寄存器之间。
步骤：

1. 通过向 USART_CR1 寄存器中的 UE 位写入 1 使能 USART。
2. 对 USART_CR1 中的 M 位进行编程以定义字长。
3. 对 USART_CR2 中的停止位数量进行编程。
4. 如果将进行多缓冲区通信，请选择 USART_CR3 中的 DMA 使能 (DMAR)。按照多缓冲
   区通信中的解释说明配置 DMA 寄存器。步骤 3
5. 使用波特率寄存器 USART_BRR 选择所需波特率
6. 将 RE 位 USART_CR1 置 1。这一操作将使能接收器开始搜索起始位。
   接收到字符时
   ● RXNE 位置 1。这表明移位寄存器的内容已传送到 RDR。也就是说，已接收到并可读取
   数据（以及其相应的错误标志）。
   ● 如果 RXNEIE 位置 1，则会生成中断。
   ● 如果接收期间已检测到帧错误、噪声错误或上溢错误，错误标志位可置 1。
   ● 在多缓冲区模式下，每接收到一个字节后 RXNE 均置 1，然后通过 DMA 对数据寄存器执
   行读操作清零。
   ● 在单缓冲区模式下，通过软件对 USART_DR 寄存器执行读操作将 RXNE 位清零。 RXNE
   标志也可以通过向该位写入零来清零。 RXNE 位必须在结束接收下一个字符前清零，以
   避免发生上溢错误。

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