一、UART與USART？

　　UART：通用異步收發(fā)器　　　　USART：通用同步和異步收發(fā)器

　　同步：發(fā)送端發(fā)送數(shù)據(jù)后，接收端回應(yīng)后才發(fā)下一個(gè)數(shù)據(jù)包，是為阻塞模式

　　異步：發(fā)送端發(fā)送收據(jù)后，不需要等待接收端回應(yīng)，接著發(fā)送下一個(gè)數(shù)據(jù)包，是為非阻塞模式

　　半雙工：允許數(shù)據(jù)在兩個(gè)方向上傳輸，但是某一時(shí)間，只允許數(shù)據(jù)在一個(gè)方向上傳輸

　　全雙工：允許數(shù)據(jù)同時(shí)在兩個(gè)方向上傳輸

　　SPI為同步全雙工通信、IIC為同步半雙工通信，UART為異步全雙工通信、USART為同步或異步通信

　　UART數(shù)據(jù)格式：

　　　　數(shù)據(jù)幀格式：開(kāi)始位、數(shù)據(jù)位、奇偶校驗(yàn)位、停止位

　　　　　　起始位：開(kāi)始發(fā)送一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)線為邏輯0狀態(tài)

　　　　　　數(shù)據(jù)位：數(shù)據(jù)位為一般為8位（也有5、6、7位），低位LSB在前，高位MSB在后

　　　　　　奇偶檢驗(yàn)位：用來(lái)判斷接收的數(shù)據(jù)是否錯(cuò)誤，分為NONE無(wú)校驗(yàn)、ODD奇校驗(yàn)、EVEN偶校驗(yàn)、MASK標(biāo)志位即

　　　　校驗(yàn)位一直為1、SPACE空白即校驗(yàn)位一直為0

　　　　　　停止位：表示一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)發(fā)送完成，數(shù)據(jù)線為邏輯1狀態(tài)

　　　　沒(méi)有數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)，數(shù)據(jù)線TX、RX為邏輯1狀態(tài)，當(dāng)有數(shù)據(jù)要傳輸時(shí)，數(shù)據(jù)線從邏輯1變?yōu)檫壿?狀態(tài)

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二、STM32的USART：

　　作為嵌入式開(kāi)發(fā)人員，STM32的USART是繞不開(kāi)的通信接口之一，什么是USART？STM32中文參考手冊(cè)給的介紹是這樣的：

　　學(xué)習(xí)USART之前，首先要了解STM32的時(shí)鐘結(jié)構(gòu)，我們以STM32F103XX舉例，在STM32F103XX數(shù)據(jù)手冊(cè)中，我們可以

看到下面兩張圖片，STM32F103xx performance line block diagram（STM32F103xx性能線框圖）、Clock tree（時(shí)鐘樹(shù)），從

性能線框圖上我們可以知道STM32的哪些外設(shè)是掛載在APB1上，哪些外設(shè)是掛載在APB2上的，同時(shí)可以知道相關(guān)外設(shè)的一些

信息，例如：TIM的通道數(shù)、APB2 /1的最大頻率、芯片的最大時(shí)鐘頻率、Flash的大小等。因此我們得到：STM32F103XX的

USART1掛載在APB2上，最大頻率為72MHz；USART23X掛載在APB1上，最大頻率為36MHz。而STM32的USART的通信速率

與USART時(shí)鐘息息相關(guān)，這在STM32F103XX數(shù)據(jù)手冊(cè)中也有相關(guān)描述，原文見(jiàn)下圖，附翻譯。

翻譯為：

　　其中一個(gè)USART接口能夠以高達(dá)4.5 Mbit/s的速度進(jìn)行通信。其他可用接口的通信速率最高為2.25 Mbit/s。他們提供硬件CTS

和RTS信號(hào)的管理，IrDA SIR ENDEC的支持，是ISO 7816兼容，有LIN主從能力。DMA控制器可以提供所有的USART接口。

　　這里說(shuō)的能實(shí)現(xiàn)4.5Mbit/s的速度的USART便是USART1。

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三、什么是波特率？什么是比特率？

 　　百度百科的解釋是這樣的：

　　引用百度百科的例子說(shuō)明：假如數(shù)據(jù)傳輸速率為11520B/s，每個(gè)字符B包括10位（1個(gè)開(kāi)始位、8個(gè)數(shù)據(jù)位、1個(gè)停止位），波

特率為11520Baud（波特），比特率 = 11520 * 10 = 115200bps（bit/s）讀為：比特每秒。

　　值得注意的是：在實(shí)際的嵌入式開(kāi)發(fā)過(guò)程中，波特率與比特率經(jīng)常相同，具體表現(xiàn)為：我們說(shuō)的波特率為115200Baud，而實(shí)際值

卻是比特率115200bit/s。在通信調(diào)試中我們會(huì)遇到諸如時(shí)鐘配置、USART配置不正確的情況，從而導(dǎo)致通信失敗，使用示波器捕獲

USART波形可以幫助定位問(wèn)題所在，大概操作為：配置USART不斷輸出0x55（01010101），示波器抓到波形后，使用測(cè)量工具測(cè)量

每個(gè)位的開(kāi)始與結(jié)束時(shí)間間隔，與實(shí)際設(shè)置波特率相比較，通常誤差不超過(guò)100ns通信不會(huì)有問(wèn)題。

　　示例：波特率為：115200bit/s，輸出每個(gè)位的時(shí)間為：1 / 115200 = 0.00000868s = 8.68us。

STM32波特率的計(jì)算

　　STM32的串口波特率是通過(guò) 波特比率寄存器(USART_BRR) 設(shè)置的，在 STM32F103XX中文參考手冊(cè) 中有這樣一段介紹：

　　我們得知：STM32的 波特比率寄存器USART_BRR 支持分?jǐn)?shù)設(shè)置，精確度因此提高。在手冊(cè)中給出了波特率的計(jì)算公式：

　　示例：假設(shè)我們需要實(shí)現(xiàn)2.5Mbit/s的通信速率，由上我們知道只有STM32的USART1可以實(shí)現(xiàn)該通信速率

　　USART1的外設(shè)時(shí)鐘(fck)為72MHz，fck / 波特率 = 16 * USARTDIV   ===》 USARTDIV = 1.8，將整數(shù)部分1 = 0x01寫(xiě)入

USART_BRR的位15：4，小數(shù)部分（0.8 * 16） = 12.5 ≈ 13 = 0xD寫(xiě)入U(xiǎn)SART_BRR的位3：0即可。USART_BRR的值為

0x1D；值得注意的是：使用庫(kù)函數(shù)不用自行寫(xiě)入U(xiǎn)SART_BRR的值。

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四、基于CubeMX與HAL庫(kù)實(shí)現(xiàn)USART1的2.5Mbit/s通信速率

下載到開(kāi)發(fā)板后，使用示波器采集USART1發(fā)送端口波形，得到的波形如下圖，因?yàn)?.5Mbit/s傳輸速率每位傳輸時(shí)間為 1 /2500000 = 400ns，

而波形顯示的每位傳輸時(shí)間大致為400ns，說(shuō)明配置成功。