UART

还记得当年的打印机，鼠标和调制解调器吗？他们都有巨大笨重的连接器和粗电缆，并且必须拧到你的电脑上。这些设备正是使用UART协议与计算机进行通信。虽然USB几乎完全取代了旧的电缆和连接器，但UART绝对没有过时。您会发现目前许多项目中使用UART的GPS模块、蓝牙模块和RFID读卡器模块等连接到Raspberry Pi，Arduino或其他微控制器上。

许多现代化的嵌入式系统需要更新应用程序映像，以修复错误或支持新功能。本文档介绍了 SAM L10 和 SAM L11 器件 UART 自举程序的设计和操作。

作者： TI 工程师 Max Han

简介

MSP430FR2311是一款FRAM数字控制器，可以实现超低功耗，并且集成了丰富的外设模块，可以满足工业和消费等多种应用。MSP430FR2311中的eUSCI_A0支持UART通讯，本文对此UART模块的寄存器配置进行了详细的分析和计算，以帮助工程师对此UART模块进行深入理解和灵活配置。

UART通讯模块介绍

图1是MSP430FR2311的系统架构图，eUSCI_A0模块如红框所示，它支持UART通讯。

通用异步收发器（Universal Asynchronous Receiver Transmitter，UART）是一种灵活的串行通信外设，用于将PIC^®单片机与其他设备（包括计算机和外设）相连接。UART是一个全双工异步通信通道，可用于实现RS-232和RS-485等协议。

UART还支持以下硬件扩展：
•   LIN/J2602
•   IrDA^®
•   直接矩阵架构（Direct Matrix Architecture，DMX）
•   智能卡

UART、SPI、IIC是经常用到的几个数据传输标准，下面就分别总结一下：

<strong>UART（Universal Asynchronous Receive Transmitter）：</strong>也就是我们经常所说的串口，基本都用于调试。

主机和从机至少要接三根线，RX、TX和GND。TX用于发送数据，RX用于接受数据（收发不是一根线，所以是全双工方式）。注意A和B通信A.TX要接B.RX，A.RX要接B.TX（A用TX发B当然要用RX来收了！）

如果A是PC机，B是单片机，A和B之间还要接一块电平转换芯片，用于将TTL/CMOS（单片机电平）转换为RS232（PC机电平）。因为TTL/CMOS电平范围是0~1.8/2.5/3.3/5V(不同单片机范围不同)，高电压表示1，低电压表示0。而RS232逻辑电平范围-12V~12V，-5~-12表示高电平，+5~+12V表示低电平（对！你没有听错）。为什么这么设置？这就要追溯到调制解调器出生时代了，有兴趣自己去查资料！

目前扩展串口的方法主要有以下方法,

①、采用串口扩展芯片实现，如ST16C550、ST16C554、SP2538、MAX3110等，虽然成本较高, 但系统的可靠性得到了保证，适用于数据量较大、串口需求较多的系统;

②、采用分时切换的方法将一个串口扩展与多个串口设备通信，分时复用的方法成本低, 但只适用于数据量不大的场合, 并且只能由这个单片机主动和多个设备通信，实时性差;

③、用软件模拟的方法扩展串口，其优势也是成本低、实时性好, 但要占用一些CPU时间。

一般的软件模拟扩展串口方法，使用1个I/O端口、1个INT外部中断和定时器，该方法扩展的串口有2个缺点，
①、由于使用了INT外部中断，故只能使用2个INT外部中断扩展2个串口。
②、文中的发送和接收数据的效率比较低，占用了CPU的大量时间，不能与其他任务同时进行，所以使用范围有限。

本文提出的模拟串口方法，仅使用2个普通I/O和1个定时器，由于不需要INT的限制，可以扩展出多个串口，且带FIFO的功能，该方法扩展模拟串口的收发数据在中断服务中完成，所以非常效率高，一般的单片机都支持定时器中断，所以所以该方法在大多数单片机上都可以应用。

作者： Mary Tamar Tan Microchip Technology Inc

<strong>简介</strong>

大多数8位PIC®单片机具有一个或多个片上通用异步收发器（Universal Asynchronous Receiver Transmitter，UART）。但是在没有UART硬件可用的情况下，或者需要额外的串行通信接口的情况下，位拆裂将是最佳选择。位拆裂是一种用于通过软件（而非专用硬件外设）创建串行I/O通信接口的技术。数据发送和接收几乎完全由软件控制。其中包括采样、电平检测、定时、同步、缓冲区控制、驱动程序状态切换和错误检测。

本应用笔记重点介绍8 位PIC 单片机上实现的位拆裂UART驱动程序，还讨论了计算、性能和精度因素、限制以及固件详细信息。应当注意的是，驱动程序中使用了几个硬件外设、Timer0和电平变化中断引脚，以便获得更精确的时序并缩短处理时间。本应用笔记演示了如何使用MPLAB®代码配置器（MPLAB® CodeConfigurator，MCC）配置这些外设。按照本文档中介绍的详细步骤，用户应该能够在短短几分钟内设置位拆裂UART驱动程序。

UART是用于在器件之间串行传输数据的通信硬件。

8位PIC®单片机提供了三种UART模块：
• 通用同步/异 步 收 发 器（Universal SynchronousAsynchronous Receiver Transmitter，USART）

• 增强型通用同步/异步收发器（Enhanced UniversalSynchronous Asynchronous Receiver Transmitter，EUSART）

• 具 有 协 议 支 持 的 通 用 异 步 收 发 器（UniversalAsynchronous Receiver Transmitter，UART）

USART主要用于传统PIC MCU。除了硬件UART的基本功能（例如，异步发送和接收）外，USART还可在同 步 主 模 式 和 从 模 式 下 工 作。与 USART 相 比，EUSART具有“增强型”功能...

UART(Universal Asynchronous Receiver and Transmitter)通用异步收发器（异步串行通信口）是MCU的一个重要的数字接口，市面上很多的传感器、通信模块等外围器件都采用了UART接口，同时工程师在软件开发调试过程中UART打印输出作为一种最直观的输出方式可以检查程序的运行情况，所以UART在MCU中的作用不言而喻。

首先普及一下并行通信、串行通信（同步通信和异步通信）两种通信方式的特点：
并行通信：并行通信是指数据的各个位同时传送，可以字或字节为单位并行进行。
-传输原理：数据各个位同时传输。
-优点：速度快，位数多
-缺点：占用引脚资源多，线路复杂，成本高

串行通信：串行通信是指使用一条数据线，将数据一位一位地依次传输，每一位数据占据一个固定的时间长度，其只需要少数几条线就可以在系统间交换信息。
-传输原理：数据按位顺序传输。
-优点：占用引脚资源少，传输线少
-缺点：速度相对较慢，耗时长

在 Cube 软件包中，为不同系列 MCU、不同外设提供了对应的例程方便开发参考。其中，针对STM324xG-EVAL 平台提供了 UART 中断发送接收的例程。开发者参考了这个例程进行 UART 功能开发，并且为了实现不间断的接收功能，在接收回调函数中，再次调用中断接收函数。在这种情况下，出现了例程执行异常。本文分析了这种情况出现原因及解决方法。

<strong>问题描述</strong>

测试验证板： STM3240G-EVAL
参考例程路径：
STM32Cube_FW_F4_V1.15.0\Projects\STM324xG_EVAL\Examples\UART\UART_Hyperterminal_IT