STM32-USART时序与寄存器状态分析

一、时序分析

在UART（通用异步收发传输）通讯中，TX引脚通常设置为复用推挽输出模式以发送数据，RX引脚设置为浮空输入模式以吸收数据。 信号线上的状态分为两种：逻辑1（高电平）和逻辑0（低电平）。在空闲状态下，数据线应保持逻辑高电平。UART协议中的各个信号位具有如下寄义：
1）起始位（Start Bit）：

• 起始位用于标识数据传输的开始。通过将通讯线路从其空闲状态（逻辑高电平）拉低（逻辑低电平）来表现数据的开始。
  

2）数据位（Data Bits）：

• 数据位（低位先行）是现实传输的数据部分，其长度可以是5到8位。比方，ASCII码使用7位数据位，而扩展BCD码则使用8位。数据位的详细长度取决于通讯设置。
  

3）校验位（Parity Bit）：

• 校验位用于检测数据传输中的错误。它可以是偶校验（确保1的位数为偶数）或奇校验（确保1的位数为奇数）。校验位的存在与否以及其详细设置取决于协议的要求。
  

4）克制位（Stop Bit）：

• 克制位用于标识数据传输的竣事。它可以是1位、1.5位或2位的逻辑高电平。克制位的长度也可以根据通讯协议举行调解。
           
  

二、寄存器状态分析

1）数据寄存器（DR，Data Register）

数据寄存器（DR）既用于发送数据也用于吸收数据。只管其功能在差别操纵模式下有所差别，但现实上它是同一个物理寄存器：

• 发送数据寄存器（TDR）：在写操纵时，数据被写入USART_DR寄存器，以便发送。
  
• 吸收数据寄存器（RDR）：在读操纵时，从USART_DR寄存器中读取吸收到的数据。
  

2）状态寄存器（SR，Status Register）

状态寄存器（SR）提供UART模块的状态信息和标记位，反映UART的当前状态，如吸收和发送状态、停止标记等。

• 状态查抄：通过读取SR寄存器中的标记位，监测UART的当前状态。
  
• 错误处理处罚：查抄和处理处罚各种错误标记（如溢堕落误、噪声错误、帧错误）。
  

3）常见标记位：

• TXE（发送数据寄存器空标记）
  

• 标记位：USART_FLAG_TXE (Transmit Data Register Empty Flag)
  
• 功能：当TXE标记被置位时，表现发送数据寄存器中没有数据，预备好吸收新的数据以便发送。此标记通常用于触发发送操纵或查抄发送缓冲区是否已经空闲。
  

• TC（发送完成标记）
  

• 标记位：USART_FLAG_TC (Transmission Complete Flag)
  
• 功能：当TC标记被置位时，表现全部数据字节已经完全传输，而且全部的发送缓冲区也已清空。此标记用于确认数据传输的终极完成状态。
  

• RXNE（吸收数据寄存器非空标记）
  
  
  

• 标记位：USART_IT_RXNE (Receive Data Register Not Empty Interrupt)
  
• 功能：当吸收数据寄存器中有数据可以读取时，该标记被置位。该标记用于触发吸收停止，表现数据可供读取。数据从RDR移位寄存器转移到USART_DR寄存器时，该位被硬件置位。
  

• IDLE（空闲标记）
  

• 标记位：USART_IT_IDLE (Idle Line Detected Interrupt)
  
• 功能：当数据线保持空闲状态（没有数据传输）时，IDLE标记被置位。该标记用于检测数据传输的竣事或空闲状态，并触发空闲行停止。
  

• ORE（溢堕落误标记）：当吸收数据寄存器溢出（吸收到的数据未能及时读取）时，该标记被置位。该标记须要被扫除以防止错误的发生。
  
• NF（噪声错误标记）：当吸收的数据包罗噪声错误时，该标记被置位。通常须要举行错误处理处罚。
  
• FE（帧错误标记）：当吸收到的数据帧格式错误（如克制位缺失）时，该标记被置位。须要举行错误处理处罚。
  

• PE（校验错误标记）：当数据传输过程中发生校验错误时，该标记被置位。须要举行错误处理处罚。