1、某天某日某产房，你诞生了（power up , 上电运行），结果你不哭，医生把你提起来，屁股上狠狠一巴掌，你哇哇大哭（reset, 复位成功），护士给你检查，看有没有传染病（EMI测试），然后打预防针（绝缘处理），没有问题后作记录(QC pass)，你的父母来接你回去（客户验收）。

回家后你有了自己的新床（PCB），家里条件好，给你铺六张毛巾被（六层板），可惜上面小窟窿太多（过孔太多），父母把奶瓶给你，你终于获得了外部能量 （Power Supply），否则你的自身能量会耗尽（Battery too Low）。

每天清晨，你尚在休眠模式（IDLE）下运行时，一阵铃声吵醒你(wake up，激活)，你感觉很饿，于是大哭(Alarm Ring)，父母马上来喂你，你不哭了(discard Alarm，解除报警)，但很不争气地撒尿了（current output，电流输出）。

父母给你收拾完，开始教你说话，但你的大脑还很简单（initial procedure，初始化程序），后来你开始学走路，结果步调不稳(步进电机驱动错误)，一跑就坐到地上了（RUN Fail,运行失败）。好在你的父母很耐心地教你（调试阶段），你终于可以走了（调试通过）。

你逐渐长大，吃的也多了，给你的食物老是不够（功耗太大，power waste too heavy），你偷偷打开冰箱狂吃一顿，结果吃的太多不消化了（过载，overload），差点绷断肠子（route burn,烧断走线），还好你终于没事了，不敢吃那么多了（reduce power waste，降低功耗）。

后来你上学了，接受好多新的知识（new procedure），但是没有实际经验（未调试的），结果工作时发现那些知识不能照用，还要更多地学习别人的经验(Copy procedure，拷贝程序)，不过你还是不断发现臭虫(BUG),只好请教灭虫专家来解决(调试高手)。

2、你的工作稳定了，你开始进入日复一日的工作状态(Endless Loop)，你很烦，于是老是出错误(out of order，程序跑飞),结果老板开始盯紧你（软件陷阱），你被当场抓住修理一通，马上老老实实干活了（程序恢复）。

终于有个姑娘闯入你的生活(interrrupt，中断),使你忘记别的一切(优先级最高)，你完全浸入爱河(进入中断服务子程序),大手大脚地花钱 (Large 模式)，很快就结婚了(双CPU运行),你马上发现你的储蓄不够用了（RAM resource too low）,需要精简节约(compact模式),婚假也结束了，你又回去上班了(RETI，退出中断服务程序)。

后来日子越过越 枯燥，老婆批评你脑袋不够用（MIPS太低），不会算计（没有浮点运算能力），你对她的话一耳进一耳出(FIFO),你对老婆也爱理不理了(优先级降低)，这时一个小姑娘勾引你，你马上动心(抗干扰能差)，幸好你老婆及时发现，严防紧守，你放弃了企图(丢弃乱码)。

3、日子恢复平静，一晃几十年过去，你发现 你身边的年轻人都用全新的知识装备着，他们都是在ARM大学毕业的，开着Linux的车子，大把花着票子(海量存储)。

你低头看自己，发现自己只是在51大学毕业，开着汇编的破车，手里钱少的可怜(256 字节内存)。你被迫到人才市场找工作，发现自己已经是多年前的旧货，降价处理了，你这样的都是一麻袋一麻袋的。

你长吁短叹，终于选择退休，靠养老金活着， 开始疾病缠身，你的牙齿有了问题(IO口驱动力下降)，你说话不清楚(TXD发射失败)，耳朵也不灵(RXD接收不灵)，你的胃也不好，存不住食物 (ALE锁存失败)，你终于因心肌梗死送到医院，医生手持电击手柄给你通电(高压测试)，但你无法苏醒(复位失败),医生只好拔掉你的输液管(关闭电源),你看了这个乱七八糟的世界最后一眼，终于POWER DOWN了。

前言

UART是重要的片上资源，主流单片机基本上都有该功能，通过UART可以扩展出很多的通信接口，如RS232、RS485、LIN，甚至WIFI、蓝牙模组等，可以说只要搞通讯就会涉及到UART。下面和大家分享STM32的UART配置。

1、UART是什么

USART全称universal synchronous asynchronous receiver transmitter通用同步异步接收发送器；速率最高可达4.5Mbits/s，波特率460800；

数据按位顺序发送的串行通信接口简称串口，USART模块是采用串行通信接口最常见的模块，为了方便，就把USART简称为串口；

USART接口通过RX，TX，GND同其他设备相连；当TX引脚被禁止时，该引脚恢复GPIO的配置；当TX引脚使能且未发送数据时，该引脚处于高电平(空闲态)；

USART接口的数据字长度可编程，停止位长度可编程；可配置为DMA多缓冲通信；

2、USART的帧格式

串口数据应该遵循USART帧的格式，才能被串口识别；

首先总线需要持续至少一个空闲帧，然后连续发送数据帧，数据帧与数据帧之间有时会有断开帧，断开帧后需要接1-2bit停止位，连接下个数据帧；

断开帧只能为10bit或11bit低电平的帧(CR1_SBK[0])；然后接1或2bit的高电平作为停止位，然后接下一个数据帧；

数据帧的数据字有两种格式，(1)8 bit 数据位；(2)8bit 数据位 + 1 bit 奇偶校验位；

3、USART的寄存器使用

每个USART都有7个自己的寄存器；用来配置该USART的所有功能；

有许多功能诸如硬件流控制，LIN模式，智能卡模式等，由于没用过或是用不上，实在晦涩难懂费时费力，故在此全部跳过；

以下给出了USART作为常用串口收发数据的工作框图，以及相关的寄存器配置；

3.1 工作框图

3.2 相关寄存器配置

1)首先需要配置USART的6个参数：

波特率USART_BRR，字长M，停止位STOP，校验位PCE,PS,PEIE，USART的收发模式TE和RE和硬件流控制CTSIE,CTSE,RTSE；

2)USART提供了8个中断：TXEIE, TCIE, RXNEIE, PEIE, IDLEIE, CTSIE, LBDIE, EIE；8个中断使能均可以进入USART的中断函数，根据需要配置合适的中断使能位为1；通常为RXNEIE位；

3)然后使能接收器RE和发送器TE；

4)然后使能UE中断；

4、USART的代码示例

4.1 标准库提供的常用USART接口

标准库为所有的外设都提供了封装寄存器的API接口函数，文件名为stm32f10x_peripheral.c；

以下为usart外设的常用函数；

//串口USARTx的参数配置初始化函数；
void USART_Init(USART_TypeDef* USARTx, USART_InitTypeDef* USART_InitStruct);
//使能串口，(主要是分频器和输出的设置)
void USART_Cmd(USART_TypeDef* USARTx, FunctionalState NewState);
//使能串口中断,(就是那8个中断，均可以进入中断函数)
void USART_ITConfig(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t USART_IT, FunctionalState NewState);
//都是处理一个字节；
void USART_SendData(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t Data);
uint16_t USART_ReceiveData(USART_TypeDef* USARTx);
//读取SR寄存器的状态，SR的状态都是硬件设置的；
FlagStatus USART_GetFlagStatus(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t USART_FLAG);
//读取SR寄存器和CRx控制寄存器的状态，和上面一个功能相同的；
ITStatus USART_GetITStatus(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t USART_IT);

//修改SR寄存器的状态，单功能通讯用不上；
void USART_ClearFlag(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t USART_FLAG);

4.2 USART1使用代码

#include "usartDemo.h"  
u8 USART1_RX_BUF[256];    //接收缓存
u8 USART1_RX_CNT = 0;    //接收字节计数
u8 USART1_REV_0D = 0;    //收到\r
u8 USART1_REV_0A = 0;    //收到\r和\n

//usart1初始化之后，便可以通过串口读写了；
void Usart1_Init(u32 bound)
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
    NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;

    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1|RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
    NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);    //设置NVIC中断分组2:2位抢占优先级，2位响应优先级   0-3;

    //USART1外设中断配置
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=3 ;    //抢占优先级3
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 3;            //子优先级3
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;                //IRQ通道使能
    NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);  

    //GPIO初始化 USART1_TX    PA9
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9; 
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;    //输出需要配置速率，输入不需要配置速率；
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;        //复用推挽输出,<中文..手册>8.1.11外设的GPIO配置
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

    //GPIO初始化    USART1_RX    PA10
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;        //浮空输入
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

   //USART1初始化
    USART_InitStructure.USART_BaudRate = bound;
    USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;
    USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;
    USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;
    USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;
    USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;   //CR1中的TE,RE  
    USART_Init(USART1, &USART_InitStructure); 

    USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE);//CR1中的RXNEIE中断
    USART_Cmd(USART1, ENABLE);                    //CR1中的UE
}

void USART1_Send_Data(u8 *buf,u16 len)
{
    u16 t;
    for(t=0;t<len;t++)        
    {
        USART_SendData(USART1,buf[t]);
        while(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TC)==RESET); 
        //发送字节完成后，TC硬件置1；
    }    //先读SR，后写DR清除TC位；
    USART1_RX_CNT = 0;
    USART1_REV_0D = 0;
    USART1_REV_0A = 0;  
}

void USART1_IRQHandler(void)                    
{
    u8 Res;
    if(USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_RXNE) == SET)
     {
         Res =USART_ReceiveData(USART1);        //读DR，硬件清0 RXNE位；
        USART1_RX_BUF[USART1_RX_CNT]=Res;    //接收数据  
        USART1_RX_CNT++; 
        if(Res==0x0d)
            USART1_REV_0D = 1;
        if(USART1_REV_0D&&(Res==0x0a))
            USART1_REV_0A = 1;                      
     }
    //RXNE为1，读数据的同时又来了数据，那么新的数据丢失；产生溢出错误，读完数据后RXNE为0，但ORE标志还在；
    //RXNE为1，又来了数据，产生接收溢出错误，置位ORE；
    if(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_ORE) == SET)
    {
        USART_ReceiveData(USART1);
    //    USART_ClearFlag(USART1,USART_FLAG_ORE);//先读SR,后读DR，可以复位ORE位；应该不用软件清除了；
    }
    // USART_ClearFlag(USART1,USART_IT_RXNE); //读DR可以清除RXNE，应该不用软件清除了；
}

int main(void)
{
    Usart1_Init(460800);
    while(1)
    {
        if(USART1_REV_0A)
        {
            USART1_Send_Data(USART1_RX_BUF,USART1_RX_CNT);
        }
    }    
}

4.2.1 在前面代码的基础上不使用串口中断，直接通过SR状态位来判断数据的收发；

将上面代码的usart1初始化代码中CR1的RXNEIE配置行注释掉，然后修改main函数如下即可；

int main(void)
{
    Usart1_Init(460800); 
    while(1)
    {
        if ((USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_RXNE)==SET))
        {
            USART1_RX_BUF[USART1_RX_CNT] = USART_ReceiveData(USART1);
            if(USART1_RX_BUF[USART1_RX_CNT]==0x0a)
                USART1_REV_0A = 1;
            USART1_RX_CNT++;
        }
        if(USART1_REV_0A)
        {
            USART1_REV_0A = 0;
            for(int i=0;i<USART1_RX_CNT;i++)
            {
                USART_SendData(USART1, USART1_RX_BUF[i]);
                while(USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TC)==RESET);
            }
            USART1_RX_CNT=0;
        }
    }
}

5、总结

USART的功能没想到还挺多的，寄存器看起来就有些费时了，很多概念都是新的，不好理解，直接拉低了效率；于是觉得这样不行，应该用什么看什么，用到再看，学海无涯，精力有限；

另外人家费心费力写好标准库不就是为了帮开发人员省时间吗？了解一下即可，以后没必要深入；

简介

MPLAB^® Harmony v3 是一款软件开发框架，包含兼容且可互操作的模块，包括外设库（PLIB）、驱动程序、系统服务、中间件和第三方库。MPLAB Harmony 配置器（MHC）是一款基于 GUI 的工具，它提供一种简单方法来使能和配置各种 MPLAB Harmony 模块。MHC 是 MPLAB X 集成开发环境（IDE）中的一款插件。

该文档介绍如何使用 MHC 通过 MPLAB Harmony v3 模块在基于 Arm^® Cortex^®的 SAM 单片机（MCU）上创建一个简单的应用程序。该应用程序将向计算机上运行的控制台发送“Hello World!”字符串。

前言

单片机选型是一件重要而费心的事情，如果单片机型号选择合适，单片机应用系统经济性，可靠性较高；否则易造成经费高，系统性能到不到要求。因此掌握并正确运用单片机选型原则，选择出最能适用于应用系统的单片机，保证单片机应用系统有最高的可靠性,最优的性能价格比,最长的使用寿命和最好的升级换代的方案。

1、需求调研

选型前，首先对自己的需求有所了解，清楚自己需要哪些功能。具体便是确定电路板具有的硬件功能，如CAN、RS232、RS485、网口、USB通讯等，具体数量的IO口，具体类型的串口屏、LCD屏，板载FLASH，SD，音频输出等。

2、性能

如何选择单片机，首先也是最重要的一点就是考虑功能要求，即设计的对象是什么，要完成什么样的 任务，再根据设计任务的复杂程度来决定选择什么样的单片机。

在单片机的性能上有很多要考虑的因素，比如中断源的数量和优先级、工作温度范围、有没有低电压检测功能、单片机内部有无时钟振荡器、有无上电复位功能等等

3、存储器

单片机的存储器可分为程序存储器（ROM）和数据存储器（RAM）。

程序存储器是专门用来存放程序和常数的，有MASK （掩模）ROM、OTPROM、EPROM、FlashROM 等类型。掩模这种形式的程序存储器适用成熟的和大批量生产的产品，如使用到彩色电视机等家电产品中的单片机就采用这种方式，只要用户把应用程序代码交给半导体制造厂家，在生产相应的单片机时将程序固化到芯片中，这种芯片一旦生产出来，程序就无法改变了。

采用EPROM 的单片机具有可以灵活修改程序的优点，但存在需要紫外线擦除、较费时间的缺点。在自己做试验或样机的研发阶段，推荐使用Flash 单片机，它有电写入、电擦除的优点，使得修改程序很方便，可以提高开发速度。对于初具规模的产品可选用OTP 单片机，它不但能免去较长的产品掩模时间，加快产品的上市时间，而且方便程序的修改，能够对产品进行及时的调整和升级。

程序存储器的容量可根据程序的大小确定。对于8位单片机片内程序存储器的最大容量能达到64KB，不够时还可以扩展。选用时程序存储器的容量只要够用就行了，不然会增加成本。

数据存储器是程序在运行中存放临时数据的，掉电后数据即丢失，现在有些型号的单片机提供了EEPROM，可用来存储掉电后需要保护的关键数据，如系统的一些设置参数。

4、运行速度

单片机的运行速度首先看时钟频率，一般情况对于同一种结构的单片机，时钟频率越高速度越快。

其次看单片机CPU 的结构；采用CISC 结构（集中指令集）比采用RISC 结构（精简指令集）的速度要慢。就 是同一种结构、同一种时钟频率的单片机，有时候速度也不一样，比如Winbond （华邦）公司的W77 系列 的51 单片机1个机器周期只要4 个时钟周期，而一般的51 单片机1个周期是12个时钟周期，前者的速度是后者的3倍。

在选用单片机时要根据需要选择速度，不要片面追求高速度，单片机的稳定性、抗干扰性等参数基本上是跟速度成反比的，另外速度快功耗也大。

5、 I/O （输入/输出）口

I/O 口的数量和功能是选用单片机时首先要考虑的问题之一，要根据实际需要确定I/O 口的数量，I/O口多余了不仅芯片的体积增大，也增加了成本。选用时还要考虑I/O 口的驱动能力，驱动电流大的单片机可以简化外围电路。

51等系列的单片机下拉（输出低电平）时驱动电流大，但上拉（输出高电平）时驱动电流很小。而PIC 和AVR 系列的单片机每个I/O 口都可以设置方向，当输出口使用时以推挽驱动的方式输出高、低电平，驱动能力强，也使得I/O 口资源灵活、功能强大、可充分利用。当然我们也可以根据I/O 口的功能来设计外围电路，例如用51 单片机驱动数码管，我们选用共阳的数码管就能发挥其输出口下拉驱动电流大的特点。

6、 定时/计数器（I/O）

大部分单片机提供2～3 个定时/计数器还具有输入捕获、输出比较和PWM （脉冲宽度调制）功能，如AVR 单片机。有的单片机还有专门的PCA （可编程计数器阵列）模块和CCP （输入捕获/输出比较/PWM）模 块，如PIC 和Philips 的部分中高档单片机。利用这些模块不仅可以简化软件设计，而且能少占用CPU 的 资源。

现在还有不少单片机提供了看门狗定时器（WDT），当单片机“死机”后可以复位。

选用时可根据自己的需要和编程要求进行选择，不要片面追求功能多，用不上的功能就等于金钱的浪费。

7、 串行接口

单片机常见的串行接口有：标准UART 接口、增强型UART 接口、I2C 总线接口、CAN 总线接口、SPI接 口、USB 接口等。大部分单片机有串行接口。在没有特别说明的情况下我们常说的串行接口，简称串口， 指的就是UART。

如果系统只用一个单片机芯片时，UART 接口或USB 接口通常用来和计算机或其他芯片通信，不需要和其他设备/芯片通信时可以不用。

SPI接口可用来进行ISP编程，当你没有编程器时，尽量选用带这种接口的单片机，当然SPI接口也能用来和其它外设进行高速串行通信。

I2C 总线是一种两线、双向、可多主机操作的同步总线，IC 总线是一种工业标准，被广泛应用在各种电子产品中，如现在的彩色电视机就采用IC 总线进行参数的设置。具有 IC 总线接口的单片机在使用AT24C01 等串行EEPROM 时可以简化程序设计。

通常情况下使用最多的是UART 接口，其它接口可根据你的需要选择。

8、 模拟电路功能

现在不少单片机内部提供了A/D 转换器、PWM 输出和电压比较器，也有少量的单片机提供了D/A 转换器。单片机在集成片内A/D 转换器的同时，还集成了采样/保持电路，使用户容易建立精密的数据采集系统。

PWM 输出模块可用来产生不同频率和占空比的脉冲信号。利用PWM 输出模块配合RC 滤波电路即可方便实现D/A 输出功能。PWM 输出模块也可以用来实现直流电机的调速等功能。

单片机内部集成的电压比较器可以实现多种功能，例如作阀值检测，实现低成本的A/D 转换器等。

9、 工作电压、功耗

单片机的工作电压最低可以达到1.8V，最高6V，常用的单片机工作电压为4.5V～5.5V，低电压系列为2.7V～5.0V或2.4V～3.6V。选用时根据供电方式确定。

单片机的功耗参数主要是指正常模式、空闲模式、掉电模式下的工作电流，用电池供电的系统要选用电流小的产品，同时要考虑是否要用到单片机的掉电模式，如果要用的话必须选择有相应功能的单片机。

10、封装形式

单片机常见的封装形式有：DIP （双列直插式封装）、PLCC （PLCC 要对应插座）、QFP （四侧引脚扁平封装）、SOP （双列小外形贴片封装）等。

做实验时一般选用DIP 封装的，如果选用其它封装，用编程器编程时还配专用的适配器。如果对系统的体积有要求，如遥控器中用的单片机，往往选用QFP和SOP封装的。

11、抗干扰性能、保密性

选用单片机要选择抗干扰性能好的，特别是用在干扰比较大的工业环境中的尤应如此。单片机加密后的保密性能也要好，这样可保证你的知识产权不容易被侵犯。

12、单片机的可开发性

这也是一个十分重要的因素。所选择的单片机是否有足够的开发手段，直接影响到单片机能否顺利开发，以及开发的速度。对于被选择的单片机，应考虑下列问题。

13、开发工具、编程器

有没有集成的开发环境，在支持汇编语言的同时是否支持C 语言，使用C 语言可加快你的开发进度， 另外C语言的移值性也好。

你所选用的单片机有没有编程器支持，或能否采用ISP编程。

14、开发成本

你选择的单片机对应的编程器、仿真器价格是否高，是否要用专用设备，比如有时单片机需要选用专用的编程器，这样你的开发成本就高了。

15、开发人员的适用性

这也是一个很实际的问题，如果有两种单片机都能解决问题，当然选一种你熟悉的品种。在大多数情况下大家往往优先考虑选择51或STM32系列的单片机。

一般不选用类似小编在用的较冷门的瑞萨单片机，除了开发资料不够丰富外，厂家的技术支持服务也不给力。

16、技术支持和服务

技术支持和服务可以从下面几个方面进行考虑。

1、技术是否成熟

经大量使用被证明是成熟的产品你可以放心使用。

2、有无技术服务

国内有没有代理商和相应的技术支持，网站提供的资料是否丰富，包括芯片手册，应用指南，设计方案，范例程序等。

17、单片机的可购买性

单片机是否可直接购买到，这是指单片机能否直接从厂家或其代理商处买到，购买的途径是否顺畅。单片机是否有足够的供应量，以保证所选择的单片机能满足产品的生产需要。

选择单片机，还应注意选择那些仍然在生产中的型号，已经停产的单片机是不能使用的，因为它已无后续供货能力，直接影响到产品的继续生产和生命力。同时，也会给人以一种过时的感觉，从而影响产品的新颖性。

最好还要看一下所选用的单片机是否在改进之中，显然，对于准备推出新版本或有新版本的单片机，选择用于应用系统或产品具有较强的后劲。

18、产品价格

这也是一个重要的因素，在其它条件相当的情况下，当然选择价格低的产品，这样可以提高性价比。

19、总结

根据上面几个原则对单片机进行选择，就可以选择最能适用于你的应用系统的单片机，从而保证应用系统有最高的可靠性、最优的性价比、最长的使用寿命和最好的升级换代性。