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USART和RS232/RS-422/RS485的关系是什么？

USART和RS232/RS-422/RS485的关系是什么？
STM32-USART通信步骤是怎样的？
USART通信编程流程是怎样的？

回帖（1）

刘海欢

2022-2-16 10:15:48
USART其实就是一种通信协议，用于进行数据交换。
UART与USART：
UART:通用异步收发器
USART:通用同步异步收发器



  • 在单片机中，名称为UART的接口一般只能用于异步串行通讯，
  • 而名称为USART的接口可以用于同步串行通讯和异步串行通讯。可以理解UART是USART的剪裁版，只支持异步通信。
  • UART是全双工异步通信，可以同时收发数据。

同步通信：指通信双方共用一个时钟，通信双方有共同的SCLK时钟线（IIC、SPI）
异步通信：通信双方的时钟独立分开,通信双方无SCLK时钟线(USART)
UART通信双方必须采用相同的帧格式和波特率，就能在未共享时钟信号的情况下，仅用两根信号线（Rx 和Tx）就可以完成通信过程。
USART和RS232、RS-422、RS485的关系：

首先说一下RS-232、RS-422、RS-485 不是通讯协议,它们仅是关于UART通讯的一个机械和电气接口标准（顶多是网络协议中的物理层面）。
也就是说RS232、RS-422、RS485是基于UART通信协议的通信的，它们只是一些接口标准，通常实现RS232、RS-422、RS485通信需要另外搭建转换威廉希尔官方网站 。
STM32F407ZGT6 的串口资源相当丰富的可提供 6 路串口，通用同步异步收发器 (USART) 能够灵活地与外部设备进行全双工数据交换，满足外部设备对工业标准 NRZ 异步串行数据格式的要求。
UART通信协议：
● 发送或接收前保持空闲线路
● 起始位
● 数据位（字长 8 位或 9 位），最低有效位在前 ，最后一位可以是奇偶校验位，也可以采用无奇偶校验的方式。
● 停止位：用于指示帧传输已完成，可以有 0.5 个、1 个、1.5 个、2 个
奇偶校验：
奇偶校验(Parity Check)是一种校验代码传输正确性的方法。根据被传输的一组二进制代码的数位中“1”的个数是奇数或偶数来进行校验。若采用奇校验，则当接收端收到这组代码时，校验“1”的个数是否为奇数，从而确定传输代码的正确性。

STM32-USART通信步骤：



  • 通过向 USART_CR1 寄存器中的 UE 位写入 1 使能 USART。
  • 对 USART_CR1 中的 M 位进行编程以定义字长。
  • 对 USART_CR2 中的停止位数量进行编程。
  • 如果将进行多缓冲区通信，请选择 USART_CR3 中的 DMA 使能 (DMAT位)。按照多缓冲区
    通信中的解释说明配置 DMA 寄存器。
  • 使用 USART_BRR 寄存器选择所需波特率。
  • 将 USART_CR1 中的 TE 位置 1 以便在首次发送时发送一个空闲帧。
  • 在 USART_DR 寄存器中写入要发送的数据（该操作将清零 TXE 位）。为每个要在单缓
    冲区模式下发送的数据重复这一步骤。
  • 向 USART_DR 寄存器写入最后一个数据后，等待至 TC=1。这表明最后一个帧的传送已
    完成。禁止 USART 或进入暂停模式时需要此步骤，以避免损坏最后一次发送。

USART通信还是比较复杂的，更具体的内容可以看《STM32F4xx中文参考手册》

USART通信编程流程：


  • 串口时钟使能，GPIO 时钟使能。
  • 设置引脚复用器映射：调用 GPIO_PinAFConfig 函数。
  • GPIO 初始化设置：要设置模式为复用功能。
  • 串口参数初始化：设置波特率，字长，奇偶校验等参数。
  • 开启中断并且初始化 NVIC，使能中断（如果是用中断接收时，才需要开启中断；usart还可以采用查询方式接收）。
  • 使能串口。
  • 编写中断处理函数：函数名格式为 USARTxIRQHandler(x 对应串口号)。

关于USART串口GPIO的配置：

最后还有一个较为重要的操作就是重定义printf函数。
由于函数具体操作较多，建议直接看原子哥或火哥的例程。
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