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【经验分享】STM32的USART

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STMCU小助手 发布时间:2022-1-19 22:00
几个问题:
1、状态寄存器(USART_SR)中的TC(Transmission complete)何时置位?它和TXE(Transmit data register empty,发送数据寄存器空)有何区别?可以先看看下面的图:

3 }! Q: P! r0 \. T8 F2 O! b
2012091408481930.png
2 f6 G- x1 b! O: T
根据上面的图,TC置位的条件就是在上一个字节发完之后,数据寄存器仍为空(TXE=1)。USART_DR中的数据,只要移位寄存器把上一字节发完,马上就可以移入移位寄存器,而USART_DR可以装入新的数据。
2、波特率(Baud)的设置
从手册知道,stm32的串口可以设置分数波特率,可以从APB时钟得到精确的波特率。查看标准库(v3.5)的设置波特率的部分函数,这种设置的方法精度足够,以及发现一个在手册里面(rev 14)没有提到的位,先看代码:
  1. Init BRR
    1 I& L/ c4 U' v0 O

  2. $ L* y- S! y* ^
  3. /* USART OverSampling-8 Mask */
    0 R& e7 N/ J- v, F
  4. #define CR1_OVER8_Set             ((u16)0x8000)  /* USART OVER8 mode Enable Mask */
    0 }1 x) x( ^  T. k2 K5 p9 f  ?
  5. #define CR1_OVER8_Reset           ((u16)0x7FFF)  /* USART OVER8 mode Disable Mask */4 c5 o7 ^! ^' \* j( @4 N5 P
  6. / [3 Z% x  j! P. S/ w2 a7 b9 \  u: |# }
  7.   uint32_t tmpreg = 0x00, apbclock = 0x00;5 z$ ?( q3 W0 N% F. X: c6 \% f
  8.   uint32_t integerdivider = 0x00;8 C) |+ J) ^3 a: ?8 A
  9.   uint32_t fractionaldivider = 0x00;
    2 ?9 s3 ]* U& A3 r" W, |
  10. /*---------------------------- USART BRR Configuration -----------------------*/' K3 c2 ~* C) i$ Q$ C
  11.   /* Configure the USART Baud Rate -------------------------------------------*/
    : t& C( a5 ]- _' q% ]
  12.   RCC_GetClocksFreq(&RCC_ClocksStatus);
    - o. r/ h: t6 ?
  13.   if (usartxbase == USART1_BASE): o% ]; k- h) d' i6 T
  14.   {2 M( v$ f; _% W* b. V
  15.     apbclock = RCC_ClocksStatus.PCLK2_Frequency;% S/ o" ~! E  l3 G4 {7 g
  16.   }% _) ]+ d8 i; G- ~; V( T/ L
  17.   else1 c. C% l2 j, _& E; _
  18.   {9 F! d5 P9 e# i7 T% R  f1 X2 M
  19.     apbclock = RCC_ClocksStatus.PCLK1_Frequency;
    # c, i/ y" b1 |4 {( a/ H: N% W
  20.   }3 a5 ?- o1 S9 A+ ^6 o
  21.   
    * L7 p- n0 m4 J( L: j& [
  22.   /* Determine the integer part */
    ) J) n$ k" `- W2 u' X! Q
  23.   if ((USARTx->CR1 & CR1_OVER8_Set) != 0)+ h- y& r( [& v  A- {
  24.   {
    " ]& ~/ e/ q# j' |+ n" ?6 l7 B! T
  25.     /* Integer part computing in case Oversampling mode is 8 Samples */
      N% C7 L" ^' q* T
  26.     integerdivider = ((25 * apbclock) / (2 * (USART_InitStruct->USART_BaudRate)));    , V( W; s4 `& g: W4 Z
  27.   }- \: J, V/ f" Y/ \$ A& ]5 b
  28.   else /* if ((USARTx->CR1 & CR1_OVER8_Set) == 0) */% J6 l! ]; m4 H" K9 Y- I+ D9 V
  29.   {5 G- U  T& M3 x: Z' }; A2 s9 f+ s
  30.     /* Integer part computing in case Oversampling mode is 16 Samples */0 W! {9 y7 n: ]2 g  |
  31.     integerdivider = ((25 * apbclock) / (4 * (USART_InitStruct->USART_BaudRate)));   
    ( S0 ~) z  Z' Y* X2 u
  32.   }3 y. L4 w3 j. M1 _# D
  33.   tmpreg = (integerdivider / 100) << 4;
    ; z. ]  z% `: u+ a+ R4 v

  34. * n1 [1 `2 J7 ^2 f. [' a- s' B
  35.   /* Determine the fractional part */5 [3 i/ _$ s- o4 G+ M7 q
  36.   fractionaldivider = integerdivider - (100 * (tmpreg >> 4));9 ?( Q' t3 \! Z
  37.   ]; P$ q9 V$ `0 c
  38.   /* Implement the fractional part in the register */
    & F0 Z  ?/ S9 p+ P2 d2 g
  39.   if ((USARTx->CR1 & CR1_OVER8_Set) != 0)+ f' I& C5 w+ e- C/ q3 W
  40.   {
    ' ~  n& v5 M" k
  41.     tmpreg |= ((((fractionaldivider * 8) + 50) / 100)) & ((uint8_t)0x07);8 ]6 \9 Y% F/ |& |
  42.   }! M9 M0 s8 t# m0 f& a# V9 ?
  43.   else /* if ((USARTx->CR1 & CR1_OVER8_Set) == 0) */  b$ d/ x+ @$ T: L
  44.   {( U  ~2 v& ~  z1 Y
  45.     tmpreg |= ((((fractionaldivider * 16) + 50) / 100)) & ((uint8_t)0x0F);
    + W+ ^7 T' ~( [5 z* T
  46.   }
    2 I* ]$ E- i; I5 D7 D
  47.   # g' h! C6 C+ C/ [. t7 x$ A( Y) ^9 x& M
  48.   /* Write to USART BRR */2 i; ~0 F0 W! C* i0 ^% N
  49.   USARTx->BRR = (uint16_t)tmpreg;
复制代码
* v6 x& z6 z1 q  g
a、新的设置位:CR1_OVER8_Set,位于CR1的第15位,但是手册里面没有提到(rev14);根据手册里面提到的波特率计算公式,估计默认这个位是0,代表每个bit采样16次,而置位的时候,每bit采样8次。手册里的计算公式:
2012091412155616.png
这个计算公式即按照每bit采样16周期来计算的,所以上面的代码在采样8周期的时候,除以2了。
b、integerdivider = ((25 * apbclock) / (4 * (USART_InitStruct->USART_BaudRate)));  的计算与上面公式不一致,这是因为这行代码下面还有这么一句:
tmpreg = (integerdivider / 100) << 4;
7 Y$ R+ o% N. _/ X
所以再除以100,合起来就相当于除以16了,为什么这样子做?因为integerdivider是一个uint32,为了提高精度,所以那里乘以100了。
c、这个精度够不够?乘以100,相当于保留到小数点后两位,而我们知道BRR的分数部分有4位,精度为1/16 = 0.0625,所以可以看到这个精度是够的。那么上面可以不可以改成乘以250再除以1000呢?不行,因为加入apbclock用最高的频率(72M),那么250*apbclock/4将溢出(uint32).
d、如果波特率特别高,而apbclock又较低,导致按照上面公式计算,结果USARTDIV小于1,则这样是不行的,你不能指望USART还能自己提时钟速度。这个时候,CR1_OVER8应该会有些作用,可以将在目前APB时钟下的最大的波特率提升一倍。

% w) X; m5 t" {& X- g1 n$ O
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