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38 HAL UART Generic Driver //HAL串口通用驱动
38.1 UART Firmware driver registers structures //串口固件驱动寄存器结构 38.1.1 UART_InitTypeDef UART_InitTypeDef被定义在stm32f1xx_hal_uart.h头文件中 数据字段: • uint32_t BaudRate 波特率 • uint32_t WordLength 字长 • uint32_t StopBits 停止位 • uint32_t Parity 奇偶校验位 • uint32_t Mode 模式 • uint32_t HwFlowCtl 硬件流控制 • uint32_t OverSampling 过采样 字段的文档: • uint32_t UART_InitTypeDef::BaudRate 这个成员变量配置了串口通信的波特率,波特率的计算公式如下: – IntegerDivider = ((PCLKx) / (16 * (huart->Init.BaudRate))) – FractionalDivider = ((IntegerDivider - ((uint32_t) IntegerDivider)) * 16) + 0.5 • uint32_t UART_InitTypeDef::WordLength 指定在一个帧中传输或接收的数据位的数目。这个参数可以是UART_Word_Length的值 UART_InitTypeDef::StopBits 指定传输的停止位的数目,这个参数可以是USART_Stop_Bits的值 • uint32_t USART_InitTypeDef::Parity 指定奇偶校验模式。这个参数可以是USART_Parity的值 Note: —当奇偶校验位被使能时,将计算出的奇偶校验插入到所传输数据的MSB位置(当字长设置为9位数据位时为第9位;当单词长度设置为8位数据时,为第8位)。 • uint32_t USART_InitTypeDef::Mode 指定是否启用或禁用接收或传输模式。此参数可以是USART_Mode的值 • uint32_t USART_InitTypeDef::CLKPolarity 指定串行时钟的稳定状态。这个参数可以是usart_clock_polar的值 • uint32_t USART_InitTypeDef::CLKPhase 指定进行位捕获的时钟转换,这个参数可以是USART_Clock_Phase的值 • uint32_t USART_InitTypeDef::CLKLastBit 指定最后传输数据位(MSB)对应的时钟脉冲是否必须在同步模式下输出到SCLK pin上。该参数可以是USART_Last_Bit的值 39.1.2 __USART_HandleTypeDef __USART_HandleTypeDef被定义在stm32f1xx_hal_usart.h头文件中 数据字段: • USART_TypeDef * Instance • USART_InitTypeDef Init • uint8_t * pTxBuffPtr • uint16_t TxXferSize • __IO uint16_t TxXferCount • uint8_t * pRxBuffPtr • uint16_t RxXferSize • __IO uint16_t RxXferCount • DMA_HandleTypeDef * hdmatx • DMA_HandleTypeDef * hdmarx • HAL_LockTypeDef Lock • __IO HAL_USART_StateTypeDef State • __IO uint32_t ErrorCode 字段的文档: • USART_TypeDef* __USART_HandleTypeDef::Instance USART寄存器基地址 • USART_InitTypeDef __USART_HandleTypeDef::Init Usart通信参数 uint8_t* __USART_HandleTypeDef::pTxBuffPtr 指向Usart Tx发送传输缓冲区的指针 • uint16_t __USART_HandleTypeDef::TxXferSize Usart Tx传输大小 • __IO uint16_t __USART_HandleTypeDef::TxXferCount Usart Tx传输计数器 • uint8_t* __USART_HandleTypeDef::pRxBuffPtr 指向Usart Rx接收传输缓冲区的指针 • uint16_t __USART_HandleTypeDef::RxXferSize Usart Rx传输大小 • __IO uint16_t __USART_HandleTypeDef::RxXferCount Usart Rx传输计数器 • DMA_HandleTypeDef* __USART_HandleTypeDef::hdmatx Usart Tx DMA句柄参数 //DMA是直接存储器访问的意思 • DMA_HandleTypeDef* __USART_HandleTypeDef::hdmarx Usart Rx DMA句柄参数 • HAL_LockTypeDef __USART_HandleTypeDef::Lock 锁定对象 • __IO HAL_USART_StateTypeDef __USART_HandleTypeDef::State Usart通信状态 • __IO uint32_t __USART_HandleTypeDef::ErrorCode USART 错误的代码 39.2 USART Firmware driver API description //USART固件驱动的API描述 接下来的章节将列举USART库中的不同的函数 39.2.1 How to use this driver //如何使用这个驱动 USART的HAL驱动可以像下面示范的使用: 1. 先声明一个USART_HandleTypeDef结构体(eg. USART_HandleTypeDef husart). 2. 通过实现HAL_USART_MspInit() API来初始化USART低级资源 a) 使能USARTx接口时钟 b) USART引脚配置: 使能USART GPIOS的时钟 配置USART的引脚位可复用推挽输出 c) 如果你需要中断进程,就进行NVIC配置:(用到了这三个API:HAL_USART_Transmit_IT(), HAL_USART_Receive_IT()and HAL_USART_Tr ansmitReceive_IT()) 配置USARTx的中断优先级 使能NVIC USART IRQ句柄 d) 如果你需要使用DMA进程就进行DMA配置(用到了这三个API:HAL_USART_Transmit_DMA()HAL_USART_Receive_DMA() and HAL_USART_TransmitReceive_DMA()) 为发Tx/Rx通道声明一个DMA句柄结构 使能DMAx接口时钟 用需要的Tx/Rx参数配置已声明的DMA句柄结构 配置发送/接收通道 将初始化的DMA句柄关联到USART DMA Tx/Rx句柄。 配置优先级,并为了在DMA Tx/Rx通道上进行传输完全中断使能NVIC 配置USARTx中断优先级并使能NVIC USART IRQ句柄(用于DMA非循环模式下发送补全检测的最后一个字节) 3. 在这个初始化过的husart结构体中对Baud Rate, Word Length, Stop Bit, Parity, Hardware flow control and Mode(Receiver/Transmitter)进行编程 4. 通过调用HAL_USART_Init()初始化USART的寄存器 这些API还是通过调用定制的HAL_USART_MspInit(&husart) API来配置低等级的硬件像GPIO, CLOCK, CORTEX… Note:特定的在发送和传输过程中的USART中断(传输完成中断,RXNE中断和错误中断)将用宏指令__HAL_USART_ENABLE_IT() and __HAL_USART_DISABLE_IT()进行处理 5. 三种操作模式在驱动内是可用的: 轮询式输入输出操作 使用HAL_USART_Transmit()在阻塞模式中发送大量数据 使用HAL_USART_Receive()在阻塞模式中接收大量数据 中断式输入输出操作 使用HAL_USART_Transmit_IT()在阻塞模式中发送大量数据 在传输结束时执行HAL_USART_TxHalfCpltCallback,用户可以通过定制函数指针HAL_USART_TxCpltCallback来添加自己的代码 使用HAL_USART_Receive_IT()在非阻塞模式接收大量数据 在接收端执行HAL_USART_RxCpltCallback函数,用户可以通过自定义函数指针HAL_USART_RxCpltCallback来添加自己的代码 在传输错误的情况下,执行HAL_USART_ErrorCallback()函数,用户可以通过自定义函数指针HAL_USART_ErrorCallback来添加自己的代码 DMA模式输入输出操作 使用HAL_USART_Transmit_DMA()在非阻塞模式(DMA)下发送大量数据 在传输结束时执行HAL_USART_TxHalfCpltCallback,用户可以通过定制函数指针HAL_USART_TxHalfCpltCallback来添加自己的代码 在传输结束时执行HAL_USART_TxCpltCallback,用户可以通过自定义函数指针HAL_USART_TxCpltCallback来添加自己的代码 使用HAL_USART_Receive_DMA()以非阻塞模式(DMA)接收大量数据 在接收端执行HAL_USART_RxHalfCpltCallback,用户可以通过自定义函数指针HAL_USART_RxHalfCpltCallback来添加自己的代码 在传输的接收端执行HAL_USART_RxCpltCallback,用户可以通过定制函数指针HAL_USART_RxCpltCallback来添加自己的代码 在传输错误的情况下,会执行HAL_USART_ErrorCallback()函数,用户可以通过自定义函数指针HAL_USART_ErrorCallback来添加自己的代码 使用HAL_USART_DMAPause()暂停DMA传输 使用HAL_USART_DMAResume()恢复DMA传输 使用HAL_USART_DMAStop()停止DMA传输 串口HAL驱动宏命令列表 __HAL_USART_ENABLE:使能USART __HAL_USART_DISABLE:失能USART __HAL_USART_GET_FLAG : 检查是否设置了指定的USART标志 __HAL_USART_CLEAR_FLAG : 清除指定的USART挂起标志 __HAL_USART_ENABLE_IT: 使能指定的USART中断 __HAL_USART_DISABLE_IT: 失能指定的USART中断 39.2.2 Callback registration //回调注册 当编译定义USE_HAL_USART_REGISTER_CALLBACKS设置为1时,允许用户动态配置驱动程序回调。 使用函数@ref HAL_USART_RegisterCallback()来注册一个用户回调。函数@ref HAL_USART_RegisterCallback()允许注册以下回调: TxHalfCpltCallback: Tx半完成回调 TxCpltCallback: Tx完成回调 RxHalfCpltCallback: Rx半完成回调 RxCpltCallback: Rx完成回调 TxRxCpltCallback: TxRx完成回调 ErrorCallback:错误回调 AbortCpltCallback:中止完成回调 MspInitCallback : USART MspInit MspDeInitCallback : USART MspDeInit 39.2.3 Initialization and Configuration functions //初始化和配置函数 HAL_USART_Init()函数遵循USART同步配置过程(有关这些过程的详细信息,请参阅参考手册(STM32F10Xxx MCUs的RM0008和用于STM32F10Xxx MCUs的RM0041)STM32F100xx单片机))。 这个章节包含了以下API: HAL_USART_Init HAL_USART_DeInit HAL_USART_MspInit HAL_USART_MspDeInit 39.2.4 IO操作函数 本小节提供了一组允许管理USART同步数据传输的函数。 USART只支持主模式:它不能接收或发送与输入时钟相关的数据(SCLK总是输出)。
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39.2.5 Peripheral State and Errors functions //外围状态和错误函数
本小节提供了一组函数,允许返回USART通信过程的状态,返回在通信过程中的外围错误 HAL_USART_GetState()可以有效地检查运行时USART外围的状态 HAL_USART_GetError()可以检查出出现在运行过程中的错误 39.2.6 Detailed description functions //函数的详细描述 HAL_USART_Init 函数名: HAL_StatusTypeDef HAL_USART_Init (USART_HandleTypeDef * husart) 函数描述: 通过USART_InitTypeDef中特定的参数初始化USART并且初始化相应的句柄 参数: husart:是指向USART_HandleTypeDef结构体的指针包含了特定UART模块的配置信息 返回值: HAL:status HAL_USART_DeInit 函数名: HAL_StatusTypeDef HAL_USART_DeInit (USART_HandleTypeDef * husart) 函数描述: 反初始化USART外围设备 参数: husart: 是指向USART_HandleTypeDef结构体的指针包含了特定UART模块的配置信息 返回值: HAL:status HAL_USART_MspInit 函数名: void HAL_USART_MspInit (USART_HandleTypeDef * husart) 函数描述: USART MSP Init. 参数: husart: 是指向USART_HandleTypeDef结构体的指针包含了特定UART模块的配置信息 返回值: None HAL_USART_MspDeInit 函数名: void HAL_USART_MspDeInit (USART_HandleTypeDef * husart) 函数描述: USART MSP DeInit. 参数: husart: 是指向USART_HandleTypeDef结构体的指针包含了特定UART模块的配置信息 返回值: None HAL_USART_Transmit 函数名: HAL_StatusTypeDef HAL_USART_Transmit (USART_HandleTypeDef * husart, uint8_t * pTxData, uint16_t Size, uint32_t Timeout) 函数描述: 阻塞模式单工发送大量数据 参数: husart: 是指向USART_HandleTypeDef结构体的指针包含了特定UART模块的配置信息 pTxData:指向数据缓冲区(u8或u16数据元素)的指针。 size:要发送的数据元素的数量(u8或u16)。 Timeout: 超时持续时间 返回值: HAL: status Notes: 当UART奇偶校验不启用时(PCE = 0),并且字长被配置为9位(M1-M0 = 01),发送的数据被处理为u16的集合。在这种情况下,Size必须表示通过pTxData提供的u16的数量。 HAL_USART_Receive 函数名: HAL_StatusTypeDef HAL_USART_Receive (USART_HandleTypeDef * husart, uint8_t * pRxData, uint16_t Size, uint32_t Timeout) 函数描述: 全双工在阻塞模式下接收大量数据 参数: husart: 是指向USART_HandleTypeDef结构体的指针包含了特定UART模块的配置信息 pTxData:指向数据缓冲区(u8或u16数据元素)的指针。 size:要发送的数据元素的数量(u8或u16)。 Timeout: 超时持续时间 返回值: HAL: status Notes: 为了接收同步数据,同时传输虚拟数据 当UART奇偶校验不启用时(PCE = 0),并且字长被配置为9位(M1-M0 = 01),接收到的数据被处理为u16的集合。在这种情况下,Size必须表示通过pRxData可用的u16的数量。 HAL_USART_TransmitReceive 函数名: HAL_StatusTypeDef HAL_USART_TransmitReceive (USART_HandleTypeDef * husart, uint8_t * pTxData, uint8_t * pRxData, uint16_t Size, uint32_t Timeout) 函数描述: 全双工模式下发送和接收大量数据(阻塞模式) 参数: husart: 是指向USART_HandleTypeDef结构体的指针包含了特定UART模块的配置信息 pTxData:指向数据缓冲区(u8或u16数据元素)的指针。 size:要发送的数据元素的数量(u8或u16)。 Timeout: 超时持续时间 返回值: HAL: status Notes: 当UART奇偶校验不启用时(PCE = 0),并且字长被配置为9位(M1-M0 = 01),发送的数据和接收的数据被处理为u16的集合。在这种情况下,Size必须表示通过pTxData和pRxData可用的u16数量 HAL_USART_Transmit_IT 函数名: HAL_StatusTypeDef HAL_USART_Transmit_IT (USART_HandleTypeDef * husart, uint8_t * pTxData, uint16_t Size) 函数描述: 非阻塞状态下单工发送数据 参数: husart: 是指向USART_HandleTypeDef结构体的指针包含了特定UART模块的配置信息 pTxData:指向数据缓冲区(u8或u16数据元素)的指针。 size:要发送的数据元素的数量(u8或u16)。 返回值: HAL: status Notes: 当UART奇偶校验不启用时(PCE = 0),并且字长被配置为9位(M1-M0 = 01),发送的数据被处理为u16的集合。在这种情况下,Size必须表示通过pTxData提供的u16的数量 USART错误无法避免溢出错误 HAL_USART_Receive_IT 函数名: HAL_StatusTypeDef HAL_USART_Receive_IT (USART_HandleTypeDef * husart, uint8_t * pRxData, uint16_t Size) 函数描述: 非阻塞模式单工接收数据 参数: husart: 是指向USART_HandleTypeDef结构体的指针包含了特定UART模块的配置信息 pTxData:指向数据缓冲区(u8或u16数据元素)的指针。 size:要发送的数据元素的数量(u8或u16)。 返回值: HAL: status Notes: 当UART奇偶校验不启用时(PCE = 0),并且字长被配置为9位(M1-M0 = 01),发送的数据被处理为u16的集合。在这种情况下,Size必须表示通过pTxData提供的u16的数量 HAL_USART_TransmitReceive_IT 函数名: HAL_StatusTypeDef HAL_USART_TransmitReceive_IT (USART_HandleTypeDef * husart, uint8_t * pTxData, uint8_t * pRxData, uint16_t Size) 函数描述: 全双工模式发送接收数据 参数: husart: 是指向USART_HandleTypeDef结构体的指针包含了特定UART模块的配置信息 pTxData:指向数据缓冲区(u8或u16数据元素)的指针。 size:要发送的数据元素的数量(u8或u16)。 返回值: HAL: status Notes: 当UART奇偶校验不启用时(PCE = 0),并且字长被配置为9位(M1-M0 = 01),发送的数据被处理为u16的集合。在这种情况下,Size必须表示通过pTxData提供的u16的数量 HAL_USART_Transmit_DMA 函数名: HAL_StatusTypeDef HAL_USART_Transmit_DMA (USART_HandleTypeDef * husart, uint8_t * pTxData, uint16_t Size) 函数描述: 在DMA模式下单工发送大量数据 参数: husart: 是指向USART_HandleTypeDef结构体的指针包含了特定UART模块的配置信息 pTxData:指向数据缓冲区(u8或u16数据元素)的指针。 size:要发送的数据元素的数量(u8或u16)。 返回值: HAL: status Notes: 当UART奇偶校验不启用时(PCE = 0),并且字长被配置为9位(M1-M0 = 01),发送的数据被处理为u16的集合。在这种情况下,Size必须表示通过pTxData提供的u16的数量 HAL_USART_Receive_DMA 函数名: HAL_StatusTypeDef HAL_USART_Receive_DMA (USART_HandleTypeDef * husart, uint8_t * pRxData, uint16_t Size) 函数描述: DMA模式全双工接受数据 参数: husart: 是指向USART_HandleTypeDef结构体的指针包含了特定UART模块的配置信息 pTxData:指向数据缓冲区(u8或u16数据元素)的指针。 size:要发送的数据元素的数量(u8或u16)。 返回值: HAL: status Notes: 当UART奇偶校验不启用时(PCE = 0),并且字长被配置为9位(M1-M0 = 01),发送的数据被处理为u16的集合。在这种情况下,Size必须表示通过pTxData提供的u16的数量 必须配置USART DMA传输通道,以便为从机生成时钟当启用USART奇偶校验(PCE = 1)时,接收到的数据包含奇偶校验位 HAL_USART_TransmitReceive_DMA 函数名: HAL_StatusTypeDef HAL_USART_TransmitReceive_DMA (USART_HandleTypeDef * husart, uint8_t * pTxData, uint8_t * pRxData, uint16_t Size) 函数描述: DMA模式下全双工接收发送数据 参数: husart: 是指向USART_HandleTypeDef结构体的指针包含了特定UART模块的配置信息 pTxData:指向Tx数据缓冲区(u8或u16数据元素)的指针。 pRxData:指向Rx数据缓冲区(u8或u16数据元素)的指针 size:要发送的数据元素的数量(u8或u16)。 返回值: HAL: status Notes: 当UART奇偶校验不启用时(PCE = 0),并且字长被配置为9位(M1-M0 = 01),发送的数据和接收的数据被处理为u16的集合。在这种情况下,Size必须表示通过pTxData和pRxData可用的u16数量 当启用USART奇偶校验(PCE = 1)时,接收到的数据包含奇偶校验位 HAL_USART_DMAPause 函数名: HAL_StatusTypeDef HAL_USART_DMAPause (USART_HandleTypeDef * husart) 函数描述: 暂停DMA传输 参数: husart: 是指向USART_HandleTypeDef结构体的指针包含了特定UART模块的配置信息 返回值: HAL: status HAL_USART_DMAResume 函数名: HAL_StatusTypeDef HAL_USART_DMAResume (USART_HandleTypeDef * husart) 函数描述: 恢复DMA传输 参数: husart: 是指向USART_HandleTypeDef结构体的指针包含了特定UART模块的配置信息 返回值: HAL: status HAL_USART_DMAStop 函数名: HAL_StatusTypeDef HAL_USART_DMAStop (USART_HandleTypeDef * husart) 函数描述: 停止DMA传输 参数: husart: 是指向USART_HandleTypeDef结构体的指针包含了特定UART模块的配置信息 返回值: HAL: status HAL_USART_ Abort 函数名: HAL_StatusTypeDef HAL_USART_Abort (USART_HandleTypeDef * husart) 函数描述: 中止正在进行的传输(阻塞模式) 参数: husart: USART处理 返回值: HAL: status HAL_USART_Abort_IT 函数名: HAL_StatusTypeDef HAL_USART_Abort_IT (USART_HandleTypeDef * husart) 函数描述: 中止正在进行的传输(中断模式) 参数: husart: USART处理 返回值: HAL: status Notes: 此过程在中断模式下执行,这意味着只有在执行用户中止完成回调时(而不是在退出函数时),中止过程才被认为是完成的。 HAL_USART_IRQHandler 函数名: void HAL_USART_IRQHandler (USART_HandleTypeDef * husart) 函数描述: 这个函数处理USART中断请求 参数: husart: 指向一个USART_HandleTypeDef结构的指针,该结构包含指定USART模块的配置信息。 返回值: None HAL_USART_TxCpltCallback 函数名: void HAL_USART_TxCpltCallback (USART_HandleTypeDef * husart) 函数描述: Tx传输完成的回调 参数: husart: 指向一个USART_HandleTypeDef结构的指针,该结构包含指定USART模块的配置信息。 返回值: None HAL_USART_TxHalfCpltCallback 函数名: void HAL_USART_TxHalfCpltCallback (USART_HandleTypeDef * husart) 函数描述: Tx半转移完成回调 参数: husart: 指向一个USART_HandleTypeDef结构的指针,该结构包含指定USART模块的配置信息。 返回值: None HAL_USART_TxHalfCpltCallback 函数名: void HAL_USART_RxCpltCallback (USART_HandleTypeDef * husart) 函数描述: Rx传输完成的回调 参数: husart: 指向一个USART_HandleTypeDef结构的指针,该结构包含指定USART模块的配置信息。 返回值: None HAL_USART_RxHalfCpltCallback 函数名: void HAL_USART_RxHalfCpltCallback (USART_HandleTypeDef * husart) 函数描述: Rx半转移完成回调 参数: husart: 指向一个USART_HandleTypeDef结构的指针,该结构包含指定USART模块的配置信息。 返回值: None HAL_USART_TxRxCpltCallback 函数名: void HAL_USART_TxRxCpltCallback (USART_HandleTypeDef * husart) 函数描述: Tx/Rx传输完成的回调非阻塞进程 参数: husart: 指向一个USART_HandleTypeDef结构的指针,该结构包含指定USART模块的配置信息。 返回值: None HAL_USART_ErrorCallback 函数名: void HAL_USART_ErrorCallback (USART_HandleTypeDef * husart) 函数描述: USART错误回调 参数: husart: 指向一个USART_HandleTypeDef结构的指针,该结构包含指定USART模块的配置信息。 返回值: None HAL_USART_AbortCpltCallback 函数名: void HAL_USART_AbortCpltCallback (USART_HandleTypeDef * husart) 函数描述: 终止完成回调 参数: husart: husart: USART handle 返回值: None HAL_USART_GetState 函数名: HAL_USART_StateTypeDef HAL_USART_GetState (USART_HandleTypeDef * husart) 函数描述: 返回USART状态 参数: husart: 指向一个USART_HandleTypeDef结构的指针,该结构包含指定USART模块的配置信息。 返回值: HAL:state HAL_USART_GetError 函数名: uint32_t HAL_USART_GetError (USART_HandleTypeDef * husart) 函数描述: 返回USART错误代码 参数: husart: 指向一个USART_HandleTypeDef结构的指针,该结构包含指定USART模块的配置信息。 返回值: USART:错误代码 39.3 USART Firmware driver defines //USART固件驱动定义 下一节列出了模块的各种定义和宏 USART Clock
USART_PHASE_1EDGE USART_PHASE_2EDGE USART Clock Polarity USART_POLARITY_LOW USART_POLARITY_HIGH USART Error Code HAL_USART_ERROR_NONE HAL_USART_ERROR_PE // Parity error奇偶校验位错误 HAL_USART_ERROR_NE // Noise error噪声错误 HAL_USART_ERROR_FE // Frame error帧错误 HAL_USART_ERROR_ORE // Overrun error溢出错误 HAL_USART_ERROR_DMA // DMA transfer error DMA传输错误 USART Flags USART_FLAG_TXE // Transmit data register empty flag USART_FLAG_TC //Transmission Complete flag USART_FLAG_RXNE // Receive data register not empty flag USART_FLAG_IDLE // Idle Line detection flag USART_FLAG_ORE // Overrun Error flag USART_FLAG_NE // Noise Error flag USART_FLAG_FE // Framing Error flag USART_FLAG_PE // Parity Error flag USART Interrupts Definition USART_IT_PE USART_IT_TXE USART_IT_TC USART_IT_RXNE USART_IT_IDLE USART_IT_ERR USART Last Bit USART_LASTBIT_DISABLE USART_LASTBIT_ENABLE USART Mode USART_MODE_RX USART_MODE_TX USART_MODE_TX_RX USART NACK State USART_NACK_ENABLE USART_NACK_DISABLE USART Parity USART_PARITY_NONE USART_PARITY_EVEN //偶 USART_PARITY_ODD //奇 USART Number of Stop Bits USART_STOPBITS_1 USART_STOPBITS_0_5 USART_STOPBITS_2 USART_STOPBITS_1_5 USART Word Length USART_WORDLENGTH_8B USART_WORDLENGTH_9B |
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