基于V3.5库函数的USART配置函数分享

1.USART介绍

USART英文全称是Universal Synchronous/Asynchronous Receiver/Transmitter，即通用同步/异步串行收发器，是一个全双工（相互独立的接收数据与发送数据）的通用同步/异步串行收发模块，STM32中一般较为常用的为异步通讯模式，即UART模式
1.UART硬件连接

UART（异步通讯模式）一般通过三个管脚其他设备连接在一起：接收数据输入（Rx），发送数据输出（Tx），信号地（GND）。
2.UART数据格式

异步串行数据格式一般为：起始位+数据位+停止位,其中起始位为1bit，数据位为5，6，7或8bit，停止位为1，1.5或2bit；
起始位是值为0的位，停止位是值为1的位，数据位发送时是从LSB到MSB依次发送的，另外还有奇偶校验位和空闲位，奇偶校验位放置在数据位的最后，用来校验数据位的数据是否误码，空闲位是值为1的位，表明当前线路没有数据传输
3.UART工作原理1

发送数据过程：空闲状态，线路处于高电位；当收到发送数据指令后，拉低线路一个数据位的时间T，接着数据按低位到高位依次发送，数据发送完毕后，接着发送奇偶校验位和停止位（停止位为高电位），一帧数据发送结束。
接收数据过程：空闲状态，线路处于高电位；当检测到线路的下降沿（线路电位由高电位变为低电位）时说明线路有数据传输，按照约定的波特率从低位到高位接收数据，数据接收完毕后，接着接收并比较奇偶校验位是否正确，如果正确则通知后续设备准备接收数据或存入缓存。
4.UART采样时钟（波特率）2

在UART中使用波特率发生器进行时钟匹配，UART使用16倍数据波特率的时钟进行采样，在接收数据端通过过采样技术来区分有效数据输入与噪音，即每个位数据（bit）使用需要进行16次采样，最终采样值为第8，9，10次采样值，如果这三次采样值相同，则为本次位数据（bit）采样值，否则则认为本次数据无效，并置噪音错误。
2.UART配置（波特率）3

每个USART端口有7个寄存器，此处仅考虑UART通信用到的3个寄存器（其余寄存器请查阅STM32参考手册]，包括
-状态寄存器（SR）
[tr]寄存器名称功能[/tr]

TXE	发送数据寄存器空（TXE有硬件设置，它表明数据从TDR寄存器放入移位寄存器，TDR寄存器已清空，下一数据可以写入USART_DR中）
TC	发送完成（当一帧数据发送完成，即停止位发送后，TC位被置起）
RXNE	接收寄存器非空
ORE	过载错误

-数据寄存器（DR）
[tr]寄存器名称功能[/tr]

DR[8:0]

数据值，包含了发送或接收的数据

-波特比率寄存器（BRR）
[tr]寄存器名称功能[/tr]

DIV_Mantissa[11:0]	USART分频器出发因子（USAERDIV）的整数部分
DIV_Fraction[3:0]	USART分频器出发因子（USAERDIV）的小数部分

补充：波特率计算
Tx/Rx波特率 = Fplckx/（16*USARTDIV）
假设Fplck = 36MHz，波特率设置为9600bps
则USARTDIV = 36M/（16*9600）= 234.375
整数部分DIV_Mantissa = 234d = 0xEA，小数部分DIV_Fraction = 0.375d = 0x6
假如波特率设置为115200bps
USARTDIV = 36M/（16*115200）= 19.53125，无法表示，只能约等于19.5进行表示，因此随着波特率上升（寄存器设置空间有限），UART通信会产生误码，且误码率随波特率上升而增加
-控制寄存器1（CR1）
[tr]寄存器名称功能[/tr]

UE	USART使能
M	字长
PCE	校验控制使能
PS	校验选择
PEIE	PE中断使能
TXEIE	发送缓冲区空中断使能
TCIE	发送完成中断使能
RXNEIE	接收缓冲区非空中断使能
TE	发送使能
RE	接收使能

-控制寄存器2（CR2）
[tr]寄存器名称功能[/tr]

STOP[1:0]

停止位位数

2.配置步骤

-发送配置
1.设置M位定义字长
2.设置STOP[1:0]定义停止位位数
3.设置BRR寄存器定义波特率
4.设置TE位使能发送
5.置位UE使能USART
6.将待发送数据写入DR寄存器中
-接收配置
1.设置M位定义字长
2.设置STOP[1:0]定义停止位位数
3.设置BRR寄存器定义波特率
4.设置RE位使能接收
5.置位UE使能USART，激活USART，开始寻找起始位
3.基于V3.5库函数的USART配置函数（野火开发板教程）4


/*
* 函数名：USART1_Config
* 描述  ：USART1 GPIO 配置,工作模式配置。115200 8-N-1
* 输入  ：无
* 输出  : 无
* 调用  ：外部调用
*/
void USART1_Config(void)
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    USART_InitTypeDef USART_InitStructure;


    /* config USART1 clock */
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1 | RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_USART2, ENABLE);


    /* USART1 GPIO config */
    /* Configure USART1 Tx (PA.09) as alternate function push-pull */
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);   
    /* Configure USART1 Rx (PA.10) as input floating */
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_3;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);


    /* USART1 mode config */
    USART_InitStructure.USART_BaudRate = 115200;
    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(USART2, &USART_InitStructure);
    USART_Cmd(USART2, ENABLE);
}

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