通用異步收發器（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter：UART），是一種通用串行數據總線，常用于系統內各子模塊間的數據交換。

以CW32L083為例，CW32L083 內部集成 6 個通用異步收發器 (UART)，支持異步全雙工、同步半雙工和單線半雙工模式，支持硬件數據流控和多機通信；可編程數據幀結構，可以通過小數波特率發生器提供寬范圍的波特率選擇。UART 控制器工作在雙時鐘域下，允許在深度休眠模式下進行數據的接收，接收完成中斷可以喚醒 MCU 回到運行模式。

一、主要功能

? 支持雙時鐘域驅動：配置時鐘 PCLK；傳輸時鐘 UCLK。

? 可編程數據幀結構：數據字長：8、9 位，LSB 在前；校驗位：無校驗、奇校驗、偶校驗；停止位長度：1、1.5、2 位 。

? 16 位整數、4 位小數波特率發生器 。

? 支持異步全雙工、同步半雙工、單線半雙工 。

? 支持硬件流控 RTS、CTS。

? 支持直接內存訪問 (DMA) 。

? 支持多機通信，自動地址識別 。

? 6 個帶中斷標志的中斷源 。

? 錯誤檢測：奇偶校驗錯誤、幀結構錯誤 。

? 低功耗模式下收發數據，中斷喚醒 MCU。

1.功能框圖

UART 控制器掛載到 APB 總線上，配置時鐘域 PCLK，固定為 APB 總線時鐘 PCLK，用于寄存器配置邏輯工作；傳輸時鐘域 UCLK，用于數據收發邏輯工作，其來源可選擇 PCLK 時鐘、外部低速時鐘（LSE）以及內部低速時鐘 （LSI）。雙時鐘域的設計更便于波特率的設置，支持從深度休眠模式下喚醒控制器。

2.UART中斷

UART 控制器支持 6 個中斷源，當 UART 中斷觸發事件發生時，中斷標志位會被硬件置位，如果設置了對應的中斷使能控制位，將產生中斷請求。CW32L083 的一個 UART 模塊使用一個系統 UART 中斷，UART 中斷是否產生中斷跳轉由嵌套向量中斷控 制器 (NVIC) 的中斷使能設置寄存器 NVIC_ISER 的相應位控制。系統 UART 中斷示意圖如下圖所示：

在用戶 UART 中斷服務程序中，應查詢相關 UART 中斷標志位，以進行相應的處理，在退出中斷服務程序之前， 要清除該中斷標志位，避免重復進入中斷程序。各 UART 中斷源的標志位、中斷使能位、中斷標志清除位或清除方法，如下表所示：

3.CH340介紹

CH340是一個USB總線的轉接芯片，實現USB協議和UART協議的自動轉換。

RTS#:MODEM聯絡輸出信號，請求發送

UD+:直接連接USB總線的D+數據線

UD-:直接連接USB總線的D-數據線

V3：在3.3V電源電壓時鏈接VCC輸入外部電源，在5V電源電壓時外接容量為100nF的退耦電容。

VCC:正電源輸入端，需要接100nF電源退耦電容

TXD:串行電路輸出

RXD:串行數據輸入，內置可控上拉和下拉電阻

CH340內置了獨立的收發緩沖區，支持單工、半雙工或者全雙工異步串行通訊。串行數據包括1個低電平起始位、5、6、7或8個數據位、1個或2個高電平停止位，支持奇校驗/偶校驗/標志校驗/空白校驗。CH340支持常用通訊波特率：50、75、100、110、134.5、150、300、600、900、1200、1800、2400、3600、4800、9600、14400、19200、28800、33600、38400、56000、57600、76800、115200、128000、153600、230400、460800、921600、1500000、2000000等。串口發送信號的波特率誤差小于0.3％，串口接收信號的允許波特率誤差不小于2％。

二、實例演示

本實例采用CW32L083V8T6的StartKit單板，MCU的串口引腳（PA08/ PA09）和CH340對接，CH340通過USB接口和PC機對接，實現PC機軟件和MCU通過UART雙向通信功能。

單板啟動后，處于等待數據接收狀態，當有數據接收到后，產生UART接收中斷，在中斷中讀取接收到的數據，然后將數據通過UART再發送回來，并清除中斷標志位，然后等待接收下一個數據。

1.配置RCC系統時鐘

voidRCC_Configuration(void) { //SYSCLK=HSI=8MHz=HCLK=PCLK RCC_HSI_Enable(RCC_HSIOSC_DIV6); //外設時鐘使能 RCC_AHBPeriphClk_Enable(DEBUG_UART_GPIO_CLK,ENABLE); DEBUG_UART_APBClkENx(DEBUG_UART_CLK,ENABLE); }

2.GPIO配置

voidGPIO_Configuration(void) { GPIO_InitTypeDefGPIO_InitStructure={0}; //UARTTXRX復用 DEBUG_UART_AFTX; DEBUG_UART_AFRX; GPIO_InitStructure.Pins=DEBUG_UART_TX_GPIO_PIN; GPIO_InitStructure.Mode=GPIO_MODE_OUTPUT_PP; GPIO_Init(DEBUG_UART_TX_GPIO_PORT, GPIO_InitStructure); GPIO_InitStructure.Pins=DEBUG_UART_RX_GPIO_PIN; GPIO_InitStructure.Mode=GPIO_MODE_INPUT_PULLUP; GPIO_Init(DEBUG_UART_RX_GPIO_PORT, GPIO_InitStructure); }

3.UART配置

voidUART_Configuration(void) { UART_InitTypeDefUART_InitStructure={0}; UART_InitStructure.UART_BaudRate=DEBUG_UART_BaudRate; UART_InitStructure.UART_Over=UART_Over_16; UART_InitStructure.UART_Source=UART_Source_PCLK; UART_InitStructure.UART_UclkFreq=DEBUG_UART_UclkFreq; UART_InitStructure.UART_StartBit=UART_StartBit_FE; UART_InitStructure.UART_StopBits=UART_StopBits_1; UART_InitStructure.UART_Parity=UART_Parity_No; UART_InitStructure.UART_HardwareFlowControl=UART_HardwareFlowControl_None; UART_InitStructure.UART_Mode=UART_Mode_Rx|UART_Mode_Tx; UART_Init(DEBUG_UARTx, UART_InitStructure); }

4.配置NVIC

voidNVIC_Configuration(void) { //優先級，無優先級分組 NVIC_SetPriority(DEBUG_UART_IRQ,0); //UARTx中斷使能 NVIC_EnableIRQ(DEBUG_UART_IRQ); }

5.中斷函數處理UART2/UART5

voidUART2_UART5_IRQHandler(void) { /*USERCODEBEGIN*/ uint8_tTxRxBuffer; if(UART_GetITStatus(CW_UART5UART_IT_RC)!=RESET)//獲取UARTx中斷標志位 { TxRxBuffer=UART_ReceiveData_8bit(CW_UART5;//通過UARTx接收一個數據(8bit) UART_SendData_8bit(CW_UART5TxRxBuffer);//通過UARTx發送一個數據(8bit) UART_ClearITPendingBit(CW_UART5UART_IT_RC);//清除UARTx中斷標志位 } /*USERCODEEND*/ }

6.定義常量define

//UARTx #defineDEBUG_UARTxCW_UART5 #defineDEBUG_UART_CLKRCC_APB1_PERIPH_UART5 #defineDEBUG_UART_APBClkENxRCC_APBPeriphClk_Enable1 #defineDEBUG_UART_BaudRate9600 #defineDEBUG_UART_UclkFreq8000000 //UARTxGPIO #defineDEBUG_UART_GPIO_CLKRCC_AHB_PERIPH_GPIOB #defineDEBUG_UART_TX_GPIO_PORTCW_GPIOB #defineDEBUG_UART_TX_GPIO_PINGPIO_PIN_8 #defineDEBUG_UART_RX_GPIO_PORTCW_GPIOB #defineDEBUG_UART_RX_GPIO_PINGPIO_PIN_9 //GPIOAF #defineDEBUG_UART_AFTXPB08_AFx_UART5TXD() #defineDEBUG_UART_AFRXPB09_AFx_UART5RXD() //中斷 #defineDEBUG_UART_IRQUART2_UART5_IRQn

7.UART中斷方式接收數據

int32_tmain(void) { //配置RCC RCC_Configuration(); //配置GPIO GPIO_Configuration(); //配置UART UART_Configuration(); //配置NVIC NVIC_Configuration(); //使能UARTxRC中斷 UART_ITConfig(DEBUG_UARTx,UART_IT_RC,ENABLE); UART_SendString(DEBUG_UARTx,"rnCW32L083UARTInterruptrn"); while(1) { //中斷收發 } }

8、測試結果如下：當MCU收到上位機發送的數據后，再回傳到上位機，UART功能正常。

來源：武漢芯源半導體

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審核編輯 黃宇