STM32 UART异步通信设置及解析

最近在使用 STM32 的 UART 功能，在上网查找资料时，碰到有人设置 UART 1 位停止位但是实测却有 2 位停止位的情况，刚好手边有一块 STM32 的板子，就测试了一下，大概分析一下 STM32 UART 的通信过程。

关于 UART 的协议和 STM32 的 UART 设置可以参考下面的文章：

基于 STM32 之 UART 串口通信协议（一）详解

下面分几种情况对 STM32 UART 进行实测分析，UART 通信波特率为 115200bps。

1. STM32 UART 设置字长为 9bits

字长设置为 9bits，8 位数据位 + 1 位奇偶校验位，1 位停止位：

  huart4.Instance = UART4;
  huart4.Init.BaudRate = 115200;
  huart4.Init.WordLength = UART_WORDLENGTH_9B;
  huart4.Init.StopBits = UART_STOPBITS_1;
  huart4.Init.Parity = UART_PARITY_EVEN;
  huart4.Init.Mode = UART_MODE_TX_RX;
  huart4.Init.HwFlowCtl = UART_HWCONTROL_NONE;
  huart4.Init.OverSampling = UART_OVERSAMPLING_16;
  huart4.Init.OneBitSampling = UART_ONE_BIT_SAMPLE_DISABLE;
  huart4.AdvancedInit.AdvFeatureInit = UART_ADVFEATURE_NO_INIT;

通过 TC 寄存器判断发送完毕标志位：

static int send_string_to_uart4(char * str)
{
	while(*str != '\0'){
		while(!(__HAL_UART_GET_FLAG(&huart4,UART_FLAG_TC) == 1));
		HAL_UART_Transmit(&huart4,(unsigned char*)str++,1,10);
	}
	
	return 0;
}

实测波形如下：

从波形上可以看出，S1 为起始位，8 位数据位，后面两个红色 1 为奇偶校验位和停止位，但是 1 位停止位实际有 1.5 个周期。

2. STM32 UART 设置字长为 8bits

字长设置为 8bits，即 8 位数据位，无奇偶校验位，1 位停止位：

  huart6.Instance = USART6;
  huart6.Init.BaudRate = 115200;
  huart6.Init.WordLength = UART_WORDLENGTH_8B;
  huart6.Init.StopBits = UART_STOPBITS_1;
  huart6.Init.Parity = UART_PARITY_NONE;
  huart6.Init.Mode = UART_MODE_TX_RX;
  huart6.Init.HwFlowCtl = UART_HWCONTROL_NONE;
  huart6.Init.OverSampling = UART_OVERSAMPLING_16;
  huart6.Init.OneBitSampling = UART_ONE_BIT_SAMPLE_DISABLE;
  huart6.AdvancedInit.AdvFeatureInit = UART_ADVFEATURE_NO_INIT; 

通过 TC 寄存器判断发送完毕标志位：

static int send_string_to_usart6(char * str)
{
	while(*str != '\0'){
		while(!(__HAL_UART_GET_FLAG(&huart6,UART_FLAG_TC) == 1));
		HAL_UART_Transmit(&huart6,(unsigned char*)str++,1,10);
	}
	
	return 0;
} 

实测波形如下：

跟第一种情况相似，1 位停止位实测有 1.25 个周期。

3. 电脑串口发送数据实测

字长设置为 8bits，8 位数据位，无奇偶校验位，1 位停止位，实测波形如下：

可以看出电脑通过串口发送的数据，停止位只占了 1 个周期。

通过上述的对比测试，STM32 UART 的停止位略大于设置的位宽，可能有两个原因：TC 寄存器的判断机制存在延迟？库函数处理代码效率低？

“STM32 使用 USART 设置停止位为 1，示波器实际测量是 2 位”建议判断 TXE 寄存器而非 TC 寄存器解决了这个问题。但是我这里实测后，仍是略大于设置的位宽。

4. 采用 DMA + UART 的方式(20200731 更新)

采用 DMA + UART 的方式解决串口传输停止位间隔多一点的问题，分别测试字长 9bits 和 8bits 的情况，测试波形如下：

可以看出，DMA + UART 这种方式下的串口通信，停止位只占了 1 个周期。

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