通用异步收发器（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter：UART），是一种通用串行数据总线，常用于系统内各子模块间的数据交换。
以CW32L083为例，CW32L083 内部集成 6 个通用异步收发器 (UART)，支持异步全双工、同步半双工和单线半双工模式，支持硬件数据流控和多机通信；可编程数据帧结构，可以通过小数波特率发生器提供宽范围的波特率选择。UART 控制器工作在双时钟域下，允许在深度休眠模式下进行数据的接收，接收完成中断可以唤醒 MCU 回到运行模式。
一、主要功能
• 支持双时钟域驱动：配置时钟 PCLK；传输时钟 UCLK。
• 可编程数据帧结构：数据字长：8、9 位，LSB 在前；校验位：无校验、奇校验、偶校验；停止位长度：1、1.5、2 位 。
• 16 位整数、4 位小数波特率发生器 。
• 支持异步全双工、同步半双工、单线半双工 。
• 支持硬件流控 RTS、CTS。
• 支持直接内存访问 (DMA) 。
• 支持多机通信，自动地址识别 。
• 6 个带中断标志的中断源 。
• 错误检测：奇偶校验错误、帧结构错误 。
• 低功耗模式下收发数据，中断唤醒 MCU。
1.功能框图
UART 控制器挂载到 APB 总线上，配置时钟域 PCLK，固定为 APB 总线时钟 PCLK，用于寄存器配置逻辑工作；传输时钟域 UCLK，用于数据收发逻辑工作，其来源可选择 PCLK 时钟、外部低速时钟（LSE）以及内部低速时钟 （LSI）。双时钟域的设计更便于波特率的设置，支持从深度休眠模式下唤醒控制器。
2.UART中断
UART 控制器支持 6 个中断源，当 UART 中断触发事件发生时，中断标志位会被硬件置位，如果设置了对应的中断使能控制位，将产生中断请求。CW32L083 的一个 UART 模块使用一个系统 UART 中断，UART 中断是否产生中断跳转由嵌套向量中断控 制器 (NVIC) 的中断使能设置寄存器 NVIC_ISER 的相应位控制。系统 UART 中断示意图如下图所示：
在用户 UART 中断服务程序中，应查询相关 UART 中断标志位，以进行相应的处理，在退出中断服务程序之前， 要清除该中断标志位，避免重复进入中断程序。各 UART 中断源的标志位、中断使能位、中断标志清除位或清除方法，如下表所示：
3.CH340介绍
CH340是一个USB总线的转接芯片，实现USB协议和UART协议的自动转换。
RTS#:MODEM联络输出信号，请求发送
UD+:直接连接USB总线的D+数据线
UD-:直接连接USB总线的D-数据线
V3：在3.3V电源电压时链接VCC输入外部电源，在5V电源电压时外接容量为100nF的退耦电容。
VCC:正电源输入端，需要接100nF电源退耦电容
TXD:串行电路输出
RXD:串行数据输入，内置可控上拉和下拉电阻
CH340内置了独立的收发缓冲区，支持单工、半双工或者全双工异步串行通讯。串行数据包括1个低电平起始位、5、6、7或8个数据位、1个或2个高电平停止位，支持奇校验/偶校验/标志校验/空白校验。CH340支持常用通讯波特率：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。串口发送信号的波特率误差小于0.3％，串口接收信号的允许波特率误差不小于2％。
二、实例演示
本实例采用CW32L083V8T6的StartKit单板，MCU的串口引脚（PA08/ PA09）和CH340对接，CH340通过USB接口和PC机对接，实现PC机软件和MCU通过UART双向通信功能。
单板启动后，处于等待数据接收状态，当有数据接收到后，产生UART接收中断，在中断中读取接收到的数据，然后将数据通过UART再发送回来，并清除中断标志位，然后等待接收下一个数据。
1.配置RCC系统时钟
void RCC_Configuration(void)
{
//SYSCLK = HSI = 8MHz = HCLK = PCLK
RCC_HSI_Enable(RCC_HSIOSC_DIV6);
//外设时钟使能
RCC_AHBPeriphClk_Enable(DEBUG_UART_GPIO_CLK, ENABLE);
DEBUG_UART_APBClkENx(DEBUG_UART_CLK, ENABLE);
}2.GPIO配置
void GPIO_Configuration(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure = {0};
//UART TX RX 复用
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
void UART_Configuration(void)
{
UART_InitTypeDef UART_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
void NVIC_Configuration(void)
{
//优先级，无优先级分组
NVIC_SetPriority(DEBUG_UART_IRQ, 0);
//UARTx中断使能
NVIC_EnableIRQ(DEBUG_UART_IRQ);
}5.中断函数处理UART2/UART5
void UART2_UART5_IRQHandler(void)
{
/* USER CODE BEGIN */
uint8_t TxRxBuffer;
if(UART_GetITStatus(CW_UART5 UART_IT_RC) != RESET)// 获取UARTx中断标志位
{
TxRxBuffer = UART_ReceiveData_8bit(CW_UART5;// 通过UARTx接收一个数据(8bit)
UART_SendData_8bit(CW_UART5 TxRxBuffer);// 通过UARTx发送一个数据(8bit)
UART_ClearITPendingBit(CW_UART5 UART_IT_RC);// 清除UARTx中断标志位
}
/* USER CODE END */
}6.定义常量define
//UARTx
#define DEBUG_UARTx CW_UART5
#define DEBUG_UART_CLK RCC_APB1_PERIPH_UART5
#define DEBUG_UART_APBClkENx RCC_APBPeriphClk_Enable1
#define DEBUG_UART_BaudRate 9600
#define DEBUG_UART_UclkFreq 8000000
//UARTx GPIO
#define DEBUG_UART_GPIO_CLK RCC_AHB_PERIPH_GPIOB
#define DEBUG_UART_TX_GPIO_PORT CW_GPIOB
#define DEBUG_UART_TX_GPIO_PIN GPIO_PIN_8
#define DEBUG_UART_RX_GPIO_PORT CW_GPIOB
#define DEBUG_UART_RX_GPIO_PIN GPIO_PIN_9
//GPIO AF
#define DEBUG_UART_AFTX PB08_AFx_UART5TXD()
#define DEBUG_UART_AFRX PB09_AFx_UART5RXD()
//中断
#define DEBUG_UART_IRQ UART2_UART5_IRQn
7.UART中断方式接收数据
int32_t main(void)
{
//配置RCC
RCC_Configuration();
//配置GPIO
GPIO_Configuration();
//配置UART
UART_Configuration();
//配置NVIC
NVIC_Configuration();
//使能UARTx RC中断
UART_ITConfig(DEBUG_UARTx, UART_IT_RC, ENABLE);
UART_SendString(DEBUG_UARTx, "\r\nCW32L083 UART Interrupt\r\n");
while(1)
{
//中断收发
}
}8、测试结果如下：当MCU收到上位机发送的数据后，再回传到上位机，UART功能正常。
来源：武汉芯源半导体
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