STM32的USART

转载自：http://www.cnblogs.com/TrueElement/archive/2012/09/14/2684298.html

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：

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：

/* USART OverSampling-8 Mask */
#define CR1_OVER8_Set             ((u16)0x8000)  /* USART OVER8 mode Enable Mask */
#define CR1_OVER8_Reset           ((u16)0x7FFF)  /* USART OVER8 mode Disable Mask */

  uint32_t tmpreg = 0x00, apbclock = 0x00;
  uint32_t integerdivider = 0x00;
  uint32_t fractionaldivider = 0x00;
/*---------------------------- USART BRR Configuration -----------------------*/
  /* Configure the USART Baud Rate -------------------------------------------*/
  RCC_GetClocksFreq(&RCC_ClocksStatus);
  if (usartxbase == USART1_BASE)
  {
    apbclock = RCC_ClocksStatus.PCLK2_Frequency;
  }
  else
  {
    apbclock = RCC_ClocksStatus.PCLK1_Frequency;
  }
  
  /* Determine the integer part */
  if ((USARTx->CR1 & CR1_OVER8_Set) != 0)
  {
    /* Integer part computing in case Oversampling mode is 8 Samples */
    integerdivider = ((25 * apbclock) / (2 * (USART_InitStruct->USART_BaudRate)));    
  }
  else /* if ((USARTx->CR1 & CR1_OVER8_Set) == 0) */
  {
    /* Integer part computing in case Oversampling mode is 16 Samples */
    integerdivider = ((25 * apbclock) / (4 * (USART_InitStruct->USART_BaudRate)));    
  }
  tmpreg = (integerdivider / 100) << 4;

  /* Determine the fractional part */
  fractionaldivider = integerdivider - (100 * (tmpreg >> 4));

  /* Implement the fractional part in the register */
  if ((USARTx->CR1 & CR1_OVER8_Set) != 0)
  {
    tmpreg |= ((((fractionaldivider * 8) + 50) / 100)) & ((uint8_t)0x07);
  }
  else /* if ((USARTx->CR1 & CR1_OVER8_Set) == 0) */
  {
    tmpreg |= ((((fractionaldivider * 16) + 50) / 100)) & ((uint8_t)0x0F);
  }
  
  /* Write to USART BRR */
  USARTx->BRR = (uint16_t)tmpreg;

/* USART OverSampling-8 Mask */
#define CR1_OVER8_Set             ((u16)0x8000)  /* USART OVER8 mode Enable Mask */
#define CR1_OVER8_Reset           ((u16)0x7FFF)  /* USART OVER8 mode Disable Mask */

  uint32_t tmpreg = 0x00, apbclock = 0x00;
  uint32_t integerdivider = 0x00;
  uint32_t fractionaldivider = 0x00;
/*---------------------------- USART BRR Configuration -----------------------*/
  /* Configure the USART Baud Rate -------------------------------------------*/
  RCC_GetClocksFreq(&RCC_ClocksStatus);
  if (usartxbase == USART1_BASE)
  {
    apbclock = RCC_ClocksStatus.PCLK2_Frequency;
  }
  else
  {
    apbclock = RCC_ClocksStatus.PCLK1_Frequency;
  }
  
  /* Determine the integer part */
  if ((USARTx->CR1 & CR1_OVER8_Set) != 0)
  {
    /* Integer part computing in case Oversampling mode is 8 Samples */
    integerdivider = ((25 * apbclock) / (2 * (USART_InitStruct->USART_BaudRate)));    
  }
  else /* if ((USARTx->CR1 & CR1_OVER8_Set) == 0) */
  {
    /* Integer part computing in case Oversampling mode is 16 Samples */
    integerdivider = ((25 * apbclock) / (4 * (USART_InitStruct->USART_BaudRate)));    
  }
  tmpreg = (integerdivider / 100) << 4;

  /* Determine the fractional part */
  fractionaldivider = integerdivider - (100 * (tmpreg >> 4));

  /* Implement the fractional part in the register */
  if ((USARTx->CR1 & CR1_OVER8_Set) != 0)
  {
    tmpreg |= ((((fractionaldivider * 8) + 50) / 100)) & ((uint8_t)0x07);
  }
  else /* if ((USARTx->CR1 & CR1_OVER8_Set) == 0) */
  {
    tmpreg |= ((((fractionaldivider * 16) + 50) / 100)) & ((uint8_t)0x0F);
  }
  
  /* Write to USART BRR */
  USARTx->BRR = (uint16_t)tmpreg;

 

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：

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;

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。