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版本 9561cdf4ba511737675a12ecd0c7bd8eaf43399c

embedded/USART

USART簡介 ………………. 串列傳輸為CPU與周邊裝置或CPU與CPU間的資料傳輸方法之一，而USART(universal synchronous asynchronous receiver transmitter) 通用同步/非同步收發傳輸器，則常被用於一般的串列傳輸應用中。

USART主要特性 ……………….

  • 全雙工的非同步通訊

  • NRZ標準資料格式

    NRZ(Nonreturn to Zero):不歸零編碼

    這是一種傳送資訊的編碼方式，它以正脈波代表1，負脈波代表0，當訊號連續為’1’時，則保持正脈波，直到出現’0’為止

    它的特色是編碼解碼較為簡單，但缺乏同步傳輸的能力，且無法提供較佳的訊號校正能力。

.. image:: /NRZcode.png

圖片來源：wikipedia<http://zh.wikipedia.org/wiki/%E4%B8%8D%E6%AD%B8%E9%9B%B6>_

  • 可程式化的資料長度 (8 or 8+1 bits)

  • 可程式化的停止位元 (1 or 2 bits)

  • 提供同步傳輸的CLK信號

  • 藉由DMA的資料傳輸，每個USART都能用DMA發送和接收資料

  • 獨立的發送器和接收器的Enable Bit(TE、RE)

  • 傳輸檢測標誌

– 接收緩衝區滿(Receive buffer full, RXNE)

– 傳送緩衝區空(Transmit buffer empty, TXE)

– 傳輸結束(End of transmission flags, TC)

  • 檢測控制

– 發送檢測位(Transmits parity bit)

– 對接收的資料進行檢測(Checks parity of received data byte)

  • 4個錯誤檢測標誌

– 溢出錯誤(Overrun error)

– 噪音檢測(Noise detection)

– Frame錯誤(Frame error)

– 奇偶檢測錯誤(Parity error)

  • 支援10種中斷

– CTS改變(CTS changes, CTSIE)

– LIN中斷檢測(LIN break detection, LBDIE)

– 傳送緩衝區空(Transmit data register empty, TXEIE)

– 傳送完成(Transmission complete, TCIE)

– 接收緩衝區滿(Receive data register full, RXNEIE)

– 空閒線路檢測(Idle line received, IDLEIE)

– 溢出錯誤(Overrun error)

在一般情況下，本身不產生中斷，在DMA情況下，則由EIE產生中斷，經檢驗USART_CR1的FE位可得知溢出錯誤

– Frame錯誤(Framing error)

在一般情況下，本身不產生中斷，而由RXNE產生中斷，經檢驗USART_CR1的FE位可得知Frame錯誤

在DMA情況下下，而由EIE產生中斷，經檢驗USART_CR1的FE位得知錯誤

– 噪音錯誤(Noise error)

在一般情況下，本身不產生中斷，而由RXNE產生中斷，經檢驗USART_CR1的NF位得知錯誤

在DMA情況下下，而由EIE產生中斷，經檢驗USART_CR1的NF位得知錯誤

– 校驗錯誤(Parity error, PEIE)

  • 2種喚醒接收器的方式

  • Idle line 在接收端處於靜默(mute mode)時，可透過發送空閒符號(即所有位均為’1’的資料)，喚醒接收端。

  • Address bit MSB為’1’的資料被認為是地址，否則為一般資料。

    在這資料中，接收端會將最後4bits與USART_CR2暫存器中的ADD位比較，若相同則清除RWU位，後面的資料將能正常接收。

USART功能介紹 ……………………………

USART Block Diagram

.. image:: /usart_block_diagram.png Ref: RM0090 Reference Manual P.949<http://www.st.com/web/en/resource/technical/document/reference_manual/DM00031020.pdf>_

  • 任何USART雙向通信至少需要兩個腳位：接收資料輸入(RX)和發送資料輸出(TX)
    • RX: 接收資料輸入，並藉由採樣的技術判斷資料及噪音
    • TX: 發送資料，當發送器被啟動時，如果沒有傳送數據，則TX保持高電位。在Single-wire half-duplex或Smartcard mode時，此I/O同時被用於資料的傳送和接收
  • 根據USART_CR1暫存器中的M位選擇8或9位元決定資料長度(見圖)
  • 使用fractional baud rate generator —— 12位整數和4位小數的表示方法，放在baud rate暫存器(USART_BRR)中
  • 一個狀態暫存器(USART_SR)
  • 資料暫存器(USART_DR)

另外在同步模式中，還需要其他腳位

  • SCLK: 發送器的時鐘輸出，用於同步傳輸的時鐘

在Hardware flow control中:

  • nCTS: 清除發送，若在高電位，則當目前資料傳送結束後，中斷下一次的資料傳送

  • nRTS: 發送請求，若在低電位，則表示USART已經準備好接收資料

USART 特性描述

資料長度根據USART_CR1暫存器中的M位選擇8或9位元

.. image:: /usart_M_byte.jpg

在起始位(start bit)期間，TX處於低電位，如圖中的(a)，在停止位期間，TX處於高電位，如圖中的(b)。

.. image:: /usart_M_idle.jpg

另外空閒符號則全由’1’組成，包含資料的停止位元位數也是’1’，如圖中的(c)，後面接著下一個資料的開始位；

.. image:: /usart_M_break.jpg

中斷符號則全由’0’所組成，包含資料的停止位也是’0’，如圖中的(d)，

在中斷時，發送器會再插入1或2個停止位(‘1’)以區分下一筆資料的起始位，如圖中的(e)

Ref: RM0090 Reference Manual P.950<http://www.st.com/web/en/resource/technical/document/reference_manual/DM00031020.pdf>_

傳送器

傳送器依據USART_CR1的M位狀態來決定發送8或9位元的資料。 當transmit enable bit(TE)被設定時，資料放入transmit shift register後，經由TX腳位送出， 同時，相對應的時鐘脈衝會由SCLK腳位輸出。

資料的傳送

在USART發送期間，TX首先傳送資料的最低有效位元(least significant bit)，因此在此模式中，USART_DR和transmit shift register之間包含一個緩衝器(TDR)。每個資料再傳送前都會有一個低電位的起始位；之後跟著的停止位元數目，則可由使用者決定0.5, 1, 1.5或2 - 1 bit的停止位: 預設的默認停止位位元數 - 2 bits的停止位: normal USART, single-wire 和 modem modes - 0.5 bits的停止位: Smartcard mode接收數據用 - 1.5 bits的停止位: Smartcard mode發送數據用

.. image:: /usart_fig298.jpg

Ref: RM0090 Reference Manual P.952<http://www.st.com/web/en/resource/technical/document/reference_manual/DM00031020.pdf>_

傳送器的設定

  1. 設定USART_CR1暫存器的UE位來啟動傳輸
  2. 設定USART_CR1暫存器的M位決定資料長度
  3. 設定USART_CR2暫存器中的STOP位來決定停止位元的長度
  4. 採用多緩衝器的話，則須設定USART_CR3的DMAT啟動DMA，並設置DMA的暫存器
  5. 設置USART_CR1的TE位，在第一筆資料傳送前，傳送一個空閒的frame
  6. 利用USART_BRR暫存器設定baud rate
  7. 將欲發送的資料放入USART_DR中，重複步驟7

當資料放入USART_DR會由硬體清除TXE位，則表示: 1. 資料已從TDR中進入transmit shift register，資料的發送已開始 2. TDR暫存器已被清空 3. 下一筆資料可放入USART_DR中

若TXEIE位的設置，則會產生一個中斷: - 如果USART正在發送資料，對USART_DR的寫入會把資料移到TDR暫存器中，並在目前的資料傳送結束後把該筆資料移進transmit shift register中

  • 如果USART沒有在發送資料，則對USART_DR的寫入會把資料直接放入transmit shift register中，並啟動傳送，當傳送開始時，硬體會立即設定TXE位

一個frame的資料發送完畢後，TC位會被設定，如果USART_CR1中的TCIE有被設定，則會產生一個中斷，先讀取USART_SR暫存器，再寫入USART_DR暫存器，則可清除TC位

傳送斷開符號

透過設定USART_CR1的SBK位，可以發送一個斷開符號，斷開符號的長度取決於M位。

如果SBK=1，則在目前的資料發送後，會再TX線上發送一個斷開符號，當傳送完成後，會由硬體恢復SBK位。

USART會在最後一個斷開符號的結束處插入一個’1’，確保能辨識下一個資料的起始位。

傳送空閒符號

設置USART_CR1的TE位會使得USART在發送第一筆資料前，發送一個空閒符號

接收器

接收器依據USART_CR1 M位的狀態來決定接收8或9位元的資料。

起始位偵測

.. image:: /usart_fig300.jpg

Ref: RM0090 Reference Manual P.954<http://www.st.com/web/en/resource/technical/document/reference_manual/DM00031020.pdf>_

在USART中，如果辨認出一個特殊的採樣序列( 1 1 1 0 X 0 X 0 X 0 0 0 0 )，則認定偵測到一個起始位。

如果該序列不完整，則接收端退回起始位偵測並回到空閒狀態，等待下一次的電壓下降。

如果三個採樣點上有僅有兩個是0(第3、5、7採樣點或8、9、10採樣點)，則依然判定為偵測到一個起始位，但NE(噪音標誌)會被設定

資料的接收

在USART接收期間，RX從資料最低有效位元(least significant bit)開始接收，因此在此模式中，USART_DR和received shift register之間包含一個緩衝器(RDR)。

接收器的設定

  1. 設定USART_CR1暫存器的UE位來啟動USART接收
  2. 設定USART_CR1暫存器的M位決定資料長度
  3. 設定USART_CR2暫存器中的STOP位來決定停止位元的長度
  4. 採用多緩衝器接收資料，則須設定USART_CR3的DMAR啟動DMA，並設置DMA的暫存器
  5. 利用USART_BRR暫存器設定baud rate
  6. 設定USART_CR1暫存器中的RE位，啟動接收器，並開始偵測起始位

當資料被接收到後: 1. 硬體會設定RXNE位，表示received shift register中的資料已移入RDR中，亦即資料已被接收並可被讀出 2. 若USART_CR1中的RXNEIE被設定時，會產生一個中斷 3. 資料接收期間如檢測到frame錯誤或是噪音、溢出錯誤等問題，相關的標誌將被設定(FE、NF、ORE) 4. 在多緩衝器接收時，RXNE在每個字元接收後被設置，並藉由DMA讀取RDR而被清除 5. 單緩衝器模式下，藉由讀取USART_DR可清除RXNE位，RXNE位必須要在下一資料接收前被清除，以免產生易出錯誤

接收斷開符號

USART在接收斷開符號後，可像處理frame錯誤一樣處理

接收空閒符號

當空閒符號被偵測到時，USART處理步驟如同一般資料一樣處理，但如果USART_CR1的IDLEIE被設置時，將會產生一個中斷

溢出錯誤

若RXNE沒有被覆位，此時又接收到一個新資料，則會發生溢出錯誤。

當溢出錯誤產生時: 1. USART_SR中的ORE位將被設置 2. RDR中的內容將不會被清除，因此讀取USART_DR仍可以得到先前的資料 3. Received shift register中的資料將被覆蓋 4. 如果RXNEIE被設置，或是EIE(Error interrupt enable)和DMAR位被設定，則會產生一個中斷 5. 依序讀取USART_SR和USART_DT暫存器，可清除ORE位

當ORE位被設置時，表示至少有一個資料已遺失，有以下兩種可能性: 1. 如果RXNE=1，表示上一筆資料還在RDR中，且可被讀出 2. 如果RXNE=0，表示上一筆資料已被讀走，RDR已無資料可被讀取。此種情況發生在讀取RDR中上一筆資料時，又接收到新的資料時， 也有可能在依序讀取USART_SR到USART_DR之間時發生。

噪音錯誤

透過不同的採樣技術，可以區分有效的輸入資料和噪音，並進行資料恢復。

透過設定USART_CR1中的OVER8位可選16或8次的採樣，見Fig. 250和Fig. 251: - OVER8 = 1: 採用8次採樣，採樣的頻率較快(最高速度為fPCLK/8) - OVER8 = 0: 採用16次採樣，採樣的頻率最高為fPCLK/16

設定USART_CR3中的ONEBIT位可選則不同的採樣技術: - ONEBIT = 0: 採樣資料中心的 3 bits，若此3 bits不相等，則NF位會被設定 - ONEBIT = 1: 只採樣中心的單一bit，此時NF的檢測將會被取消

當在資料接收中檢測到噪音時: - NE會在RXNE位的升緣時被設定 - 無效的資料會從received shift register移入USART_DR暫存器中 - 在單一資料的接收下，不會有中斷產生，但透過NE和RXNE位的設置，由後者來產生中斷；

 在多緩衝器的接收中，如果USART_CR3暫存器中的EIE位被設定，則會產生一個中斷

.. image:: /oversampling16.png

.. image:: /oversampling8.png

.. image:: /noisedetection.png

.. image:: /noisedetectionsampledata.png

Ref: RM0090 Reference Manual P.957~958<http://www.st.com/web/en/resource/technical/document/reference_manual/DM00031020.pdf>_

Frame錯誤

由於沒有同步上或線路上大量的噪音，使得停止位沒有在預期的時間上接收和識別出來，則發生Frame錯誤

當Frame錯誤被檢測出時: 1. FE位被設定 2. 無效的資料從received shift register移入USART_DR暫存器中 3. 在單一資料的接收下，不會有中斷產生，但透過FE位和RXNE位的設置，由後者來產生中斷；

  在多緩衝器的接收中，如果USART_CR3暫存器中的EIE位被設定，則會產生一個中斷

依序讀取USART_SR和USART_DR暫存器可恢復FE位

Fractional baud rate generation的設定

接收器和傳送器的Baud rate分別由USART_BRR設置USARTDIV的整數部分(Mantissa)及小數部分(Fraction)，計算方式如下所示:

.. image:: /baud.png Ref: RM0090 Reference Manual P.959<http://www.st.com/web/en/resource/technical/document/reference_manual/DM00031020.pdf>_

其中USARTDIV為一個無號的定點數(unsigned fixed point number)，fCK為給周邊設備的時鐘。

  • 當OVER8 = 0 時，小數部分佔USART_BRR的DIV_Fraction[3:0]，共 4 bits

  • 當OVER8 = 1 時，小數部分佔USART_BRR的DIV_Fraction[2:0]，共 3 bits，其中DIV_Fraction[3]應該保持’0’

USART_BRR被更新後，baud rate的計數器中的值也會同時被更新，因此在傳輸途中不應該更新USART_BRR中的值。 另外，如果TE或RE被分別禁止，則baud rate的計數器也會停止計數

Modes ……………………….

USART using DMA

Ref: Using The DMA controller on STM32<http://www.mind-dump.net/using-the-dma-controller-on-stm32f4>_

利用UART傳送小量data的時候, 接收方可以利用interrupt 的方法, 令processor 把data 從recieve register 寫到 memory裡面; 但當連續傳送大量的data時, 如果能不使用到processor 做將data 寫入memory的動作, 可以減輕資源有限的微處理器的負擔.

Ref: RM0090 Reference Manual P.981<http://www.st.com/web/en/resource/technical/document/reference_manual/DM00031020.pdf>_

USART 用 DMA 讀取 DATA 再傳送

.. image:: /tx_uart_dma.png

  1. 剛開始DMA先把第一個DATA寫入USART_DR.

  2. 當TXE(transmission enable), 第一個data(FRAME1)就從TX Line上傳出去;TXE的同時,DMA request觸發, 所以DMA把第二個data也寫進USART_DR.

  3. 當FRAME1傳完以後, 再一次TXE, FRAME2 開始從TX line傳出去,同時DMA request再次觸發, FRAME3也開始寫入.

  4. 因為DMA一開始要設定這次會傳幾個byte,當回寫入完最後一個byte到USART_DR以後,DMA transfer complete會觸發,之後USART就會等待TC觸發,以確保最後一個byte傳發完畢.

  5. TC 會由硬體在最後一個frame傳送完會設為1.

USART 接收端經過 DMA 存放DATA

.. image:: /rx_usart_dma.png

與transmission類似.

1.USART_CR3 的 DMAR 要enable.

  1. 當收到一個frame以後, 除了RXNE 以外,DMA request也會觸發, 表示DMA可以從USART_DR把DATA傳送到設定好的memory地址.

  2. 當預先設定好的接收data數量達到以後, DMA TCIF會觸發interrupt, DMAR會在這個interrupt routine裡清掉,不就會產生DMA request.

IrDA SIR ENDEC

Ref: RM0090 Reference Manual P.979<http://www.st.com/web/en/resource/technical/document/reference_manual/DM00031020.pdf>_

IrDA

IrDA 是一種標準化紅外線數據傳送方式;STM32f4支援利用USART輸出訊號配合轉換電路,轉換成符合IrDA 標準的訊號,實現紅外線傳輸.

低速紅外線其傳輸數率上限為115.2Kbps, 相較於低速紅外線,高速紅外線的傳輸速率達到4Mbps, 更適合傳送較大的檔案, 圖片等;而由於紅外線無法穿越墻壁, 所以也適合在一個安全保密的封閉環境裡作網路傳輸.

register 設定

USART_CR3 : IREN = 1; SCEN, HDSEL :keep clean.

USART_CR2 : LINEN , STOP, CLKEN :keep clean.

IrDA SIR 實體層

.. image:: /irda.PNG

SIR Transmit encoder 會把 USART 的Non Return to Zero 轉換成 IrDA 輸出訊號.

IrDA 輸出是一種 Return-To-Zero,Inverted 形式的訊號, 用一個紅外線 pulse 表示一個 logic 0.

每一個紅外線 pulse 相當於 3/16 的 bit period, 而 IrDA mode 下的 USART 的 bit rate 最高為 115.2 Kbps.

(下圖 IrDA_OUT).

.. image:: /normal_mode.PNG

USART SYNCHRONOUS MODE

Ref: RM0090 Reference Manual P.974<http://www.st.com/web/en/resource/technical/document/reference_manual/DM00031020.pdf>_

register 設定

USART_CR2 : CLKEN = 1;LINEN :keep cleared;

USART_CR3 : SCEN, HDSEL, IREN :keep cleared;

特性

.. image:: /synchronous_transmission.png

Synchronous 指的是master 跟 slave 用同一個 Clock, 這個clock(SCLK)由 master 端送出, 同時需要TE = 1,clock 才會產生;這個時候只有master方會接收或傳送data. (UART 4,5 不支援 Synchronous mode)

.. image:: /usart_syn.png

在傳送 start bit, stop bit 時不會有 clock pulse 從 SCLK 送出,clock 處於 logic 0.

Last bit clock pulse(LBCL),確定第8(9,如果 M=1)bit的clock pulse會不會輸出.

CPOL = 0: high 為 logic 1 ; CPOL =1 :high 為 logic 0.

CPHA = 0: clock pulse 發生在bit period 的後半段中;CPHA = 1: clock pulse 發生在bit period 的前半段;差別在於bit period中間的edge是正/負緣觸發.

master mode: 不能夠用slave(不是產生SCLK的一方,非usart周邊)輸入進來的input clock 做接收或送去data.

因為同步, 所以不需要oversampling(Ws >> 2Wm)

USART 與 SPI

SPI：它是主從式的架構，通常一個主設備和多個從設備

由四條信號線組成：SCLK、MISO、MOSI、CS

MOSI：master output, slave input，主設備輸出

MISO：master input, slave output，主設備輸入

SCLK：serial clock，clock信號，由主設備產生

CS：chip select (optional)

USART在全雙工的模式(特別是同步模式)下，也有類似的訊號

TX：傳送訊號給周邊

RX：週邊設備傳送給主設備的訊號

SCLK：由主設備產生的clock訊號

以上是兩者有類似的地方

HARDWARE FLOW CONTROL

Ref: RM0090 Reference Manual P.983<http://www.st.com/web/en/resource/technical/document/reference_manual/DM00031020.pdf>_

利用 nCTS 跟 nRTS 控制 TX , RX 要不要再傳送或接收 data

.. image:: /hardware_control_2usarts.png

RTS Flow Control

RTSE(RTS flow control enable) , CTSE 為1才開啟hw flow control;

Figure 318 在recieve端register 滿了以後, nRTS轉為 1,表示接收完這個data以後就暫時不接收Data;

.. image:: /rst_flow_control.png

CTS Flow Control

跟上面是對應的, 當nRTS為1, transimitter 端的nCTS就會是1, 表示他知道reciever 目前無法接收data, TX就會在傳送完當前的data以後 idle.

nCTS為1 的時候, 會由硬體去設定CTSIE bit (USART_CR3).

.. image:: /cst_flow_control.png

PARITY CONTROL ………….. Parity control是用來確保傳輸資料的正確性。其原理是在傳輸端產生一個parity bit，然後在接收端可以重新計算parity bit以確保在傳輸過程沒有發生錯誤。在STM32，它可以透過設定USART_CR1 register的PCE bit來打開。STM32的frame長度是由M bit所決定，所以USART的frame有以下這些可能格式：

.. image:: /frame_formats.png

Even/Odd parity

parity依算方式的不同分成兩種方式，even parity和odd parity

Even parity

如果一個frame內1的數量是偶數，則在 even parity的情況下會把parity bit設為0。

E.g.: 假設 data=00110101; 因為有 4 bits被設為1，而且我們選擇的是 even parity(PS bit in USART_CR1 = 0)，所以 parity bit被設為0。

Odd parity

如果一個frame內1的數量是奇數，則在 odd parity的情況下會把parity bit設為0。

E.g.: 假設 data=00110101; 因為有 4 bits被設為1，而且我們選擇的是 odd parity(PS bit in USART_CR1 = 1)，所以 parity bit被設為1。

接收後會做 parity checking

如果 parity check 失敗了，USART_SR register的PE flag會被設立，然後如果USART_CR1 register的PEIE bit也有被設立的話，還會產生中斷。PE flag最後在軟體執行(a read from the status register followed by a read or write access to the USART_DR data register)時被清除。

傳送前會做 parity generation

如果USART_CR1的PCE bit被設立，那麼MSB會被改成parity bit（PS=0 是even parity, PS=1 是odd parity）

小知識：

MSB: Most Significant Bit，代表位數最大的那個bit

LSB: Least Significant Bit，代表位數最小的那個bit

USART Register 總表 ………………………….. Status register(USART_SR)

Data register(USART_DR)

Baud rate register(USART_BRR)

Control Register 1(USART_CR1)

Control Register 2(USART_CR2)

Control Register 3(USART_CR3)

Guard time and prescaler register(USART_GTPR)

.. image:: /USART_register.png

CODE SECTION …………………….

發送器測試

Download sample code :

.. code-block:: c

git clone https://github.com/wujiheng/stm32f407.git
cd stm32f407/USART

To compile code

.. code-block:: c

make make flash <– 記得把USB連上去

這裡採用minicom 超級終端機來接收USART字串

.. code-block:: c

ls /dev <– 找device，見圖，這裡找到/dev/ttyUSB0

.. image:: /usart-ls-dev.png

.. code-block:: c

sudo apt-get install minicom sudo minicom -s <– 不一定要用root，不過使用者必須要device node 讀寫的權限，-s表進入setup

.. image:: /usart-minicom-setup.png .. image:: /usart-minicom-device.png .. code-block:: c

選擇第三個“Serial port setup”，設定接收的模式及port
先按’A’選擇device，並輸入/dev/ttyUSB0(由剛剛的ls /dev)決定

.. image:: /usart-minicom-parameter.png

再來按’E’設定接收的參數，選擇 .. code-block:: c

‘C’ –> Baud rate 9600

‘L’ –> None parity check

‘V’ –> 資料長度 8 bits

‘W’ –> 停止位元數 1 bit

輸入完後按Enter離開

.. image:: /usart-minicom-save.png

.. code-block:: c

回到原本的畫面，選擇 ‘Save setup as default’ ，然後選擇 ‘Exit from Minicom’ 離開

.. image:: /usart-minicom.png

.. code-block:: c 回到Terminal，重新輸入sudo minicom進入Minicom的畫面

.. image:: /usart-minicom.png

.. image:: /usart-pin.jpg

.. code-block:: c

按照圖上的接法，白色線接PA2、綠色線接PA3 ** 白色線為USB的RX所以要接上板子的TX(PA2) ** ** 綠色線為USB的TX所以要接上板子的RX(PA3) **

此時畫面中的Minicom會顯示出結果，不斷的印出“Init complete! Hello World!”

.. image:: /usart_minicom_results.png

按Ctrl+a，再按x可離開Minicom

接收器測試

To compile code

.. code-block:: c

// 切換到branch USART_Receive git checkout USART_Receive

// 編譯並上傳程式 make; make flash

.. image:: /usart_minicom_receive.png

.. code-block:: c

打開Minicom只會看到一行字串

.. image:: /usart_sendfile.png

.. code-block:: c

接著按下 Ctrl+a 然後按 s 出現Upload選項，選擇最後一項 ‘ascii’

.. image:: /usart_selectfile.png

.. code-block:: c

找到要發送過去的檔案，按空白鍵選取，按Enter開始傳送

.. image:: /usart_sendsuccess.png

.. code-block:: c

傳送成功後如圖所示，程式會在接收到資料後，回傳相同的資料

.. image:: /usart_receive_result.png

.. code-block:: c

印出來的資料應如同檔案中的字串

REFERENCE ……………… - Universal asynchronous receiver/transmitter wikipedia.<http://en.wikipedia.org/wiki/Universal_asynchronous_receiver/transmitter#Special_receiver_conditions>_

  • STM32F407xx Reference Manual P.946 ~ P.997<http://www.st.com/web/en/resource/technical/document/reference_manual/DM00031020.pdf>_

  • IrDA and RS-232<http://china.maximintegrated.com/app-notes/index.mvp/id/3024>_

  • Using The DMA controller on STM32<http://www.mind-dump.net/using-the-dma-controller-on-stm32f4>_

Q&A ……………….

1.UART 原理

DTE（Data Terminal Equipment）簡稱數據終端設備；DCE（Data Communications Equipment）簡稱數據通信設備。

事實上，RS-232C標準的正規名稱是“數據終端設備和數據通信設備之間串行二進制數據交換的接口”。

通常，將通信線路終端一側的計算機或終端稱為DTE，而把連接通信線路一側的調製解調器稱為DCE。

RS-232C標準中所提到的“發送”和“接收”，都是站在DTE立場上，而不是站在DCE的立場來定義的。

由於在計算機系統中往往是CPU和I/O設備之間傳送信息，兩者都是DTE，因此雙方都能發送接收。

所謂“串行通信”是指DTE和DCE之間使用一根數據信號線（另外需要地線，可能還需要控制線）

數據在一根數據信號線上一位一位地進行傳輸，每一位數據都佔據一個固定的時間長度。

這種通信方式使用的數據線少，在遠距離通信中可以節約通信成本，當然，其傳輸速度比並行傳輸慢。

小知識：

DTE英文全稱Data Terminal Equipment，數字終端設備，指一般的終端或是計算機。可能是大、中、小型計算機，也可能是一臺只接收數據的打印機。

DCE英文全稱Data Circuit-terminating Equipment，數字通信設備，通常指調制解調器，多路復用器或數字設備。

DTE，DCE的區別

DCE一方提供時鐘，DTE不提供時鐘，但它依靠DCE提供的時鐘工作。

舉PC機和MODEM之間的連接為例：PC機就是一個DTE，MODEM是一個DCE。

DTE可以從硬件上區別它的接口為針式，DCE的接口為孔式。

參考資料：http://wfeng520.blog.hexun.com.tw/62795095_d.html

2.高速UART及低速UART之應用?

嵌入在ElanSC520微控制器中的高速UART通信的速度可以高達1.1152Mbps

另外利用計算機軟件技術(EDA技術)和FPGA／CPLD的靈活性可以方便快速地設計高速和低速的UART。

高速的UART可以用在光纖通信上，低速的UART可以用在FPGA／CPLD和單片機的通信上。

3.baud rate為何不是2的倍數？幾個baud rate數字的關聯？為何設定會有小數點？

baud rate 是單位時間內傳輸資訊的個數，單位是bits/sec

最早的發明是用來測量電報傳輸速率，現在用來作為網路兩節點的傳輸速率

常用的有300、1200、2400、9600、115200、19200等bits/sec

這些規格是來自歷史因素，最早的baud rate用在電傳，是75baud

後來每次擴充都是兩倍，75->150->300->600->1200….

而我們為了要得到這個值，必須從系統的clock做分頻，因此要設定USARTDIV

這也是USARTDIV會是小數的原因