USART串行通信

USART串行通信

串行通信通常用于连接两个距离较远的物理设备

基本原理

串行通信最常用的通信标准是 RS232C

右边的为更常用的一种

• DSR: 指示数据通信设备是否准备好接受数据
• DTR：数据终端设备准备好
• RTS：请求由DTE向DCE发送数据
• CTS：请求清除发送信号，由DCE发出
• DCD：数据载波检出，表示本地DCE设备收到对方DCE设备的数据，通知DTE设备准备好接收数据
• TxD：发送数据
• RxD：接收数据
• SG,PG：信号地和保护地，实际只用信号地

RS232C的连接

流控和握手

• 无握手：通信双方必须设置同样的通信速率，否则很容易造成接收方数据溢出
• 硬件握手：发送方真正发送数据之前，通过设置RTS为有效通知接收方做好准备，接收方准备好后将CTS置为有效通知已准备好，然后等待数据
• 软件握手：通过特殊字符"XON"和"XOFF"来实现流控

STM32的串行通信模块

分频设置和波特率选择

一切数字电路都需要时钟脉冲的驱动才能工作，波特率与时钟输入信号频率的关系为

$$\mathrm{Baud} = \frac{f_{ck}}{16\times\mathrm{USARTDIV}}$$

USARTDIV是一个无符号的定点数，在BRR寄存器中，第4～15位设置了该定点数的整数部分，0～3位设置了定点数的小数部分。

小数部分除上16加上整数部分就得到了定点数。

常用全双工异步通信的发送配置

全双工异步通信的接收配置

USART常用的库函数

1. USART_Init(USARTx, USART_InitStructure*)

   初始化USART模块

2. USART_Cmd(UASRTx, ENABLE)

   使能USART

3. USART_SendData(USARTx, u8*);

   发送数据

4. USART_GetFlagStatus(UASRTx, USART_FLAG_TXE)

   获得相应位的值

发送数据给终端示例

省去麻烦的初始化配置代码

while (NumberOfDataToTransfer--) {
    //这里可以看出每次发送数据只能发送一个字节
    USART_SendData(USART2, TxBuffer[TxCounter++]);
    //这里可以看出每次发送完一个字节后必须等到接收端将TXE RESET位拉低
    while (USART_GetFlagStatus(USART2, USART_FLAG_TXE) == RESET);
}

从终端接收数据发送给通信端，然后又发送回来

do {
    if ((USART_GetFlagStatus(USART2, USART_FLAG_TXNE) != RESET) && (RxCounter < RxBufferSize)) {
        RxBuffer[RxCounter] = USART_ReceiveData(USART2);
        USART_SendData(USART2, RxBuffer[RxCounter++]);
    }
} while ((RxBuffer[RxCounter-1] != '\r') && (RxCounter != RxBufferSize));