UART的Rx和Tx引腳如何互換 電平如何反轉(zhuǎn)

今天給大家分享關(guān)于STM32關(guān)于UART的一些新特性，主要針對(duì)較新系列STM32（如：STM32H7、G0、G4等）的UART，可通過(guò)軟件改變Rx和Tx引腳、電平反轉(zhuǎn)、高低反序、介紹超時(shí)等。

支持RXD和TXD管腳互換

有些時(shí)候，我們?cè)谕饨?a target="_blank">RS232芯片時(shí)，可能會(huì)將RXD和TXD兩根線接反。這類低級(jí)錯(cuò)誤，一般是老司機(jī)才會(huì)犯。

如果大家知道USART的TXD和RXD管腳可以互換，那么在連接外設(shè)RS232芯片時(shí)，如果發(fā)生錯(cuò)誤，就不必再修改硬件，只需直接在軟件中將RXD和TXD的管腳反轉(zhuǎn)過(guò)來(lái)即可修正錯(cuò)誤。

參考上圖，設(shè)置SWAP位，即可將RXD和TXD管腳互換。

支持接收和發(fā)送的電平極性反轉(zhuǎn)

第二個(gè)新特性：Tx和Rx電平極性反轉(zhuǎn)。 通常默認(rèn)串口電平是高電平為邏輯1，低電平為邏輯0。而在STM32的USART新特性中是可以將高電平設(shè)置為邏輯0，低電平設(shè)置為邏輯1的。 這一特性，讓我們?cè)谝恍┨厥獾膱?chǎng)景下靈活使用，如：USART外接了反相器時(shí)就可以直接使用。 在數(shù)據(jù)接收發(fā)送寄存器中，數(shù)據(jù)也是可以反轉(zhuǎn)的，原來(lái)的0變?yōu)?，原來(lái)的1變?yōu)?，這和電平極性反轉(zhuǎn)是類似。需要特別注意的是，在極性反轉(zhuǎn)的時(shí)候，起始位和結(jié)束位也都反轉(zhuǎn)了，所有的信號(hào)電平都反轉(zhuǎn)；而在數(shù)據(jù)寄存器中只反轉(zhuǎn)了數(shù)據(jù)位，其中也包含了校驗(yàn)位，沒(méi)有反轉(zhuǎn)信號(hào)的起始位和結(jié)束位的極性。

參考上圖，在USART_CR2寄存器中TXINV、RXINV和DATAINV位來(lái)進(jìn)行設(shè)置。

支持?jǐn)?shù)據(jù)高位與低位反序發(fā)送或接收

第三個(gè)新特性：發(fā)送和接收數(shù)據(jù)時(shí)，可在寄存器中設(shè)置是先發(fā)低位還是先發(fā)高位。 默認(rèn)的配置都是先發(fā)送或接收低位的信號(hào)（bit 0），實(shí)際應(yīng)用中，通過(guò)USART_CR2中的MSBFIRST設(shè)置后，也可以讓USART先發(fā)送或接收高位信號(hào)（bit 7/8），這一點(diǎn)在對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行反序的時(shí)候會(huì)經(jīng)常用到它。

我們可以考慮這種情況，如果需要把串口接收到的數(shù)據(jù)先進(jìn)行反序操作之后，再進(jìn)行計(jì)算，那這個(gè)硬件的功能就可以幫助我們節(jié)省很多軟件的工作量。

USART支持DMA傳輸

最后，STM32的USART都是支持DMA的，這一點(diǎn)有利于做數(shù)據(jù)的連續(xù)發(fā)送和數(shù)據(jù)的緩沖接收。在某些STM32產(chǎn)品系列中，如STM32F4和H7系列具有專門(mén)的串口FIFO，這就可以用來(lái)做串口喚醒，先讓MCU進(jìn)入到Sleep模式，當(dāng)接收到一個(gè)完整的數(shù)據(jù)包，這個(gè)數(shù)據(jù)包可能是100個(gè)字節(jié)或者200個(gè)字節(jié)，之后再喚醒單片機(jī)，這樣既可以做到不丟數(shù)據(jù)又可以降低MCU的喚醒頻率。

另外，USART的接收還具有超時(shí)功能，可以人為設(shè)定一個(gè)時(shí)間，在USART的RTOR寄存器中進(jìn)行設(shè)置，當(dāng)串口接收的數(shù)據(jù)幀之間超過(guò)了這個(gè)設(shè)定值，就會(huì)引發(fā)一個(gè)超時(shí)中斷，串口中會(huì)有一個(gè)叫RTOF的標(biāo)志位來(lái)顯示發(fā)生的超時(shí)事件，我們通過(guò)這個(gè)中斷中應(yīng)用的代碼就可以知道串口的數(shù)據(jù)發(fā)生了中斷現(xiàn)象，近似可認(rèn)為對(duì)方的數(shù)據(jù)已經(jīng)發(fā)送完成。這種方式，在串口上層協(xié)議的開(kāi)發(fā)中，有很多應(yīng)用場(chǎng)景。

USART 新特性小結(jié)

支持RXD和TXD管腳的互換

支持管腳上的電平邏輯反轉(zhuǎn)和數(shù)據(jù)寄存器中的邏輯反轉(zhuǎn)

支持?jǐn)?shù)據(jù)高位與低位反序發(fā)送或接收，既可以先發(fā)送或接收低位，也可以先發(fā)送或接收高位

支持接收數(shù)據(jù)的超時(shí)功能，并且每個(gè)USART都可以支持DMA傳輸