USART

USART简介

嵌入式开发中，USART串口通信协议是我们常用的通信协议（USART、I2C、SPI等）之一，全称叫做通用同步/异步收发传输器（Universal Synchronous Asynchronous Receiver/Transmitter），工作原理是将传输数据的每个字符一位接一位地传输，能够灵活地与外部设备进行全双工数据交换。

USART通信协议

1. 开始位

   当未有数据发送时，数据线处于逻辑“1”状态；先发出一个逻辑“0”信号，表示开始传输字符。

2. 数据位

   起始位后接着跟随的8位或9位数据位，从最低位开始传送（低位先行）。

3. 奇偶校验位

   加上这一位后，使得“1”的位数应为偶数（偶校验）或奇数（奇校验），以此来校验资料传送的正确性。

4. 停止位

   以一个先高后低的脉冲表示结束位，长度可以设置为 0.5，1，1.5 或 2 位长度。

5. 波特率

   表示每秒钟传送的码元符号的个数，是衡量数据传送速率的指标，常用的波特率有：9600、38400、115200。

6. 空闲帧

   处于逻辑“1”状态，表示当前线路上没有资料传送，进入空闲状态。

USART工作原理

1. USART框图

   

2. 功能引脚

   接收数据输入引脚 (RX) 和发送数据输出引脚 (TX)。

3. 寄存器

   • 数据寄存器（DR）
   • 状态寄存器（SR）
   • 控制寄存器（CR）
   • 波特率寄存器（BRR）

CubeMx配置

注意发送方和接收方的配置保持一致！！！

HAL库常用函数

1. 初始化函数

   HAL_StatusTypeDef HAL_UART_Init(UART_HandleTypeDef *huart);
   void HAL_UART_MspInit(UART_HandleTypeDef* uartHandle);
   

2. 操作函数

   //以阻塞模式发送数据。
   HAL_StatusTypeDef HAL_UART_Transmit(UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t *pData, uint16_t Size, uint32_t Timeout);     
   //在阻塞模式下接收数据。
   HAL_StatusTypeDef HAL_UART_Receive(UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t *pData, uint16_t Size, uint32_t Timeout);     
   //以中断模式发送数据。
   HAL_StatusTypeDef HAL_UART_Transmit_IT(UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t *pData, uint16_t Size);              
   //在中断模式下接收数据。
   HAL_StatusTypeDef HAL_UART_Receive_IT(UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t *pData, uint16_t Size);              
   //以DMA模式发送大量数据。
   HAL_StatusTypeDef HAL_UART_Transmit_DMA(UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t *pData, uint16_t Size);               
   //在DMA模式下接收大量数据。
   HAL_StatusTypeDef HAL_UART_Receive_DMA(UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t *pData, uint16_t Size);              
   //接收空闲中断接收数据
   HAL_StatusTypeDef HAL_UARTEx_ReceiveToIdle_IT(UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t *pData, uint16_t Size)       
   //接收空闲中断+DMA
   HAL_StatusTypeDef HAL_UARTEx_ReceiveToIdle_DMA(UART_HandleTypeDef *huart, uint8_t *pData, uint16_t Size)
   

3. 中断处理及回调函数

   //函数处理UART中断请求。
   void HAL_UART_IRQHandler(UART_HandleTypeDef *huart);                  
   //Tx传输完成回调函数。
   void HAL_UART_TxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart);               
   //Tx半传输完成回调函数。
   void HAL_UART_TxHalfCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart);            
   //Rx传输完成回调函数。
   void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart);            
   //Rx完成一半传输回调函数。    
   void HAL_UART_RxHalfCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart);            
   //UART错误回调函数。
   void HAL_UART_ErrorCallback(UART_HandleTypeDef *huart);            
   //空闲中断回调函数。    
   void HAL_UARTEx_RxEventCallback(UART_HandleTypeDef *huart, uint16_t Size)