(17)--4.2 STM32F10x芯片USART模块介绍面向人工智能的嵌入式设计与开发.ppt

STM32F10 x芯片USART模块介绍STM32F10 x芯片USART模块概述1STM32F10 x芯片USART模块内部框图目录CONTENTSWORKREPORT23STM32F10 x芯片USART模块特征STM3210 x的USART模块为同步/异步收发器，双向通信方式，能够实现全双工的数据传输和接收。STM32F10 x芯片的USART模块一共有5个独立的USART模块，模块编号为USART1USART5，USART1、2、3模块可以实现同步通信方式，USART1USART5模块具有实现异步通信方式（如下表所示）什么STM32F10 x芯片USART模块？STM32F10 xSTM32F10 x芯片芯片USARTUSART模块概述模块概述 USART模式USART1USART2USART3UART4UART5异步模式XXXXX硬件流控制XXXNANA多缓存通讯（DMA）XXXXX多处理器通讯XXXXX同步XXXNANA智能卡XXXNANA半双工（单线模式）XXXXXIrDAXXXXXLINXXXXXUSART模式设置1）USART模块管脚功能TX：发送数据输出管脚。RX：接右图USART模块内部框图收数据输入管脚。SW_RX：数据接收管脚。此管脚属于内部引脚，并没有引出芯片外部管脚，并这个管脚只适用于单线模式和智能卡模式。STM32F10 x芯片USART模块内部框图STM32F10 xSTM32F10 x芯片芯片USARTUSART模块概述模块概述 nRTS（RequestToSend）：请求以发送信号输出管脚。这个引脚只适用于硬件流控制，n表示低电平有效。如果使能RTS流控制，当USART接收器准备好接收新数据时就会将nRTS变成低电平；当接收寄存器已满时，nRTS将被设置为高电平。STM32F10 x芯片USART模块内部框图STM32F10 xSTM32F10 x芯片芯片USARTUSART模块概述模块概述 nCTS（ClearToSend）：清除以发送信号输出管脚。这个引脚只适用于硬件流控制，n表示低电平有效。如果使能CTS流控制，发送器在发送下一帧数据之前会检测nCTS引脚，如果为低电平，表示可以发送数据，如果为高电平则在发送完当前数据帧之后停止发送30。SCLK：时钟输出管脚。这个引脚仅适用于同步模式。STM32F10 x芯片USART模块内部框图STM32F10 xSTM32F10 x芯片芯片USARTUSART模块概述模块概述 2）串口数据发送过程在MCU中定义需要发送的数据。通过内部数据总线把需要发送的数据并行写入到USART模块发送数据寄存器。/*以下部分由硬件自动完成*/STM32F10 x芯片USART模块内部框图STM32F10 xSTM32F10 x芯片芯片USARTUSART模块概述模块概述 2）串口数据发送过程当发送数据寄存器被写入后，把数据并行传输到发送移位寄存器，并且硬件同时产生一个发送数据寄存器为空的标志（当数据没有转移到发送移位寄存器时，写入新的数据，则发送数据寄存器中旧的数据就会被覆盖）。发送移位寄存器伴随着已设定好的波特率时钟脉冲，把数据按顺序一位一位的串行发送到数据发送管脚（TX），当发生移位寄存器内的数据发送完成后，硬件会产生一个发送传输完成标志。STM32F10 x芯片USART模块内部框图STM32F10 xSTM32F10 x芯片芯片USARTUSART模块概述模块概述 2）串口数据发送过程数据在USART模块发送管脚向外发送数据，数据通过USB转串口芯片（电平转换芯片）后，由USB数据线传输到电脑上位机。STM32F10 x芯片USART模块内部框图STM32F10 xSTM32F10 x芯片芯片USARTUSART模块概述模块概述 3）串口数据接收过程电脑上位机通过USB数据线发送数据，数据通过USB转串口芯片（电平转换芯片）后，发送到串口数据接收管脚（RX）。接收数据管脚伴随设定好的波特率时钟脉冲，一位一位的把数据传输到接收移位寄存器中。STM32F10 x芯片USART模块内部框图STM32F10 xSTM32F10 x芯片芯片USARTUSART模块概述模块概述 3）串口数据接收过程当接收移位寄存器接收完数据后，并行把数据存放到接收数据寄存器中，并由硬件产生一个接收数据寄存器非空（已满）标志（当接收数据寄存器中的数据没有读出，又新来数据，则产生溢出31。溢出结果为抛弃新的数据，保留原有的数据）。/*以上部分由硬件自动完成*/MCU通过内部数据总线读取出接收数据寄存器中的内容。STM32F10 x芯片USART模块内部框图STM32F10 xSTM32F10 x芯片芯片USARTUSART模块概述模块概述 1）同步串行通信模式下支持标记校验和空格校验。2）可以对波特率时钟配置为16倍或8倍滤波来对不同时钟速度之间的误差容忍。3）支持小数位波特率时钟STM32F10 x芯片USART模块特征STM32F10 xSTM32F10 x芯片芯片USARTUSART模块特征模块特征4）可以根据实际情况要求设置数据位长度为8位（如果在使用校验的情况下，8位数据的最高位将会被校验位覆盖）或9位（包含校验位）。5）支持DMA数据高速传输STM32F10 x芯片USART模块特征STM32F10 xSTM32F10 x芯片芯片USARTUSART模块特征模块特征6）USART模块有3个状态标志：接收缓冲区已满（当接收移位寄存器数据转移到接收数据寄存器时，硬件产生接收缓冲区已满标志）。发送缓冲区为空（当发生数据寄存器的数据转移到发送移位寄存器时，硬件产生发送缓冲区为空标志）。传输结束标志（当发生数据寄存器和发送移位寄存器中都为空时，硬件产生传输结束标志）。STM32F10 x芯片USART模块特征STM32F10 xSTM32F10 x芯片芯片USARTUSART模块特征模块特征7）STM32F40 x的USART模块不仅能发送奇偶校验，也能对接收到的数据的奇偶校验进行解析。8）USART模块具有4个错误状态标志溢出错误（当接收数据寄存器中的数据没有被读出，又新来的数据，硬件产生溢出错误标志）。噪声检测（干扰错误）。帧错误（发送的数据没有按照数据帧的格式，硬件产生帧错误标志）。奇偶校验错误（当接收到的数据进行奇偶校验时，发送了校验错误，硬件产生奇偶校验错误标志）。STM32F10 x芯片USART模块特征STM32F10 xSTM32F10 x芯片芯片USARTUSART模块特征模块特征9）USART模块中断源有：CTS变化（硬件数据流变化）、LIN停止符检测（LIN数据传输完成）、发送数据寄存器为空、发送完成、接收数据寄存器已满、接收到线路空闲（USART线路在忙碌状态转变为空闲的时刻产生）、溢出错误、帧错误、噪声错误、奇偶校验错误。当发生这些中断状态条件的其中一个，则产生一个USART模块中断。STM32F10 x芯片USART模块特征STM32F10 xSTM32F10 x芯片芯片USARTUSART模块特征模块特征10）支持多机级联，以地址为寻址方式，如果地址不匹配，则进入静默模式（低功耗模式）。11）可以公国线路空闲检测以及地址标记检测来对USART模块进行唤醒。12）USART模块的接收器唤醒模式为地址唤醒和线路空闲唤醒。STM32F10 x芯片USART模块特征STM32F10 xSTM32F10 x芯片芯片USARTUSART模块特征模块特征STM32F10 x芯片所有的片内外设模块的功能引脚（除了GPIO端口以外）都是使用GPIO端口的复用功能，并且每个GPIO端口都会对应有多个复用模块的功能（如下表所示）。STM32F10 x外设功能管脚复用概念STM32F10 xSTM32F10 x外设管脚复用外设管脚复用脚位管脚名称 类型(1)I/O电平 主功能(复位后)可选的复用功能BGA144BGA100WLCSP64LQFP64LQFP100LQFP144 默认管脚功能重定义功能33-11PE2I/OFTPE2TRACECK/FSMC_A23 23-22PE3I/OFTPE3TRACED0/FSMC_A19 23-33PE4I/OFTPE4TRACED1/FSMC_A20 33-44PE5I/OFTPE5TRACED2/FSMC_A21 43-55PE6I/OFTPE6TRACED3/FSMC_A22GPIO管脚复用功能STM32F10 x的GPIO端口复用只需要按复用外设模块的GPIO端口配置要求去配置GPIO工作模式（如下表所示），然后直接使用片内外设模块即可。STM32F10 x外设管脚设置STM32F10 xSTM32F10 x外设管脚复用外设管脚复用U USART功能管脚功能管脚U USART模块配置模块配置G GPIO工作模式配置工作模式配置USARTx_Tx全双工模式推挽复用输出半双工同步模式推挽复用输出USARTx_Rx全双工模式浮空输入或带上拉输入半双工同步模式未用，可作为通用I/O端口USARTx_CK同步模式推挽复用输出USARTx_RTS硬件流量控制推挽复用输出USARTx_CTS硬件流量控制浮空输入或带上拉输入配置GPIO工作模式谢 谢 观 看