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，主要針對較新系列STM32（如：STM32H7、G0、G4等）的UART，可通過軟件改變Rx和Tx引腳、電平反轉(zhuǎn)、高低反序、介紹超時等。

支持RXD和TXD管腳互換

有些時候，我們在外接RS232芯片時，可能會將RXD和TXD兩根線接反。這類低級錯誤，一般是老司機才會犯。

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，如果發(fā)生錯誤，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)過來即可修正錯誤。

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，讓我們在一些特殊的場景下靈活使用，如：USART外接了反相器時就可以直接使用。 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，原來的0變?yōu)?，原來的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)的時候，起始位和結(jié)束位也都反轉(zhuǎn)了，所有的信號電平都反轉(zhuǎn)；而在數(shù)據(jù)寄存器中只反轉(zhuǎn)了數(shù)據(jù)位，其中也包含了校驗位，沒有反轉(zhuǎn)信號的起始位和結(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

第三個新特性：發(fā)送和接收數(shù)據(jù)時，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（bit 0），實際應(yīng)用中，通過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（bit 7/8），這一點在對數(shù)據(jù)進(jìn)行反序的時候會經(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)行計算，那這個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系列具有專門的串口FIFO，這就可以用來做串口喚醒，先讓MCU進(jìn)入到Sleep模式，當(dāng)接收到一個完整的數(shù)據(jù)包，這個數(shù)據(jù)包可能是100個字節(jié)或者200個字節(jié)，之后再喚醒單片機，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的接收還具有超時功能，可以人為設(shè)定一個時間，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)幀之間超過了這個設(shè)定值，就會引發(fā)一個超時中斷，串口中會有一個叫RTOF的標(biāo)志位來顯示發(fā)生的超時事件，我們通過這個中斷中應(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)議的開發(fā)中，有很多應(yīng)用場景。

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)的超時功能，并且每個USART都可以支持DMA傳輸