STM32 USART框图简介

USART框图

TX RX引脚

TX:发送引脚

RX:接收引脚

SW_RX,IRDA_OUT,IRDA_IN:

智能卡和IrDA通信的引脚

发送移位寄存器和接收移位寄存器

发送移位寄存器:把一个字节的数据一位一位地从“发送数据寄存器” 加载到 “发送移位寄存器” 中。

接收移位寄存器:通过RX引脚，从外部设备一位一位地接收串行数据。

当接收完一个完整的数据帧（例如，8个数据位）后，接收移位寄存器中组装好的整个字节数据会被一次性并行地转移到“接收数据寄存器” 中，以便CPU或DMA来读取。

发送数据寄存器(TDR)和接收数据寄存器(RDR)

发送数据寄存器TDR:

当需要发送数据时，CPU或DMA将数据写入发送数据寄存器。一旦发送移位寄存器​ 空闲（即前一个数据已发送完毕），TDR中的内容会自动、并行地加载到发送移位寄存器​ 中。

接收数据寄存器RDR:

当接收移位寄存器​ 从RX引脚完整地接收完一个字节的串行数据后，会将这个并行数据自动转移到接收数据寄存器​ 中。

TDR和RDR占用一个地址，在程序上只表现为一个寄存器(数据寄存器DR)，但实际硬件中是分成了两个寄存器：一个用于发送TDR(只写),一个用于接收RDR(只读)。

当进行写操作时 数据写入到TDR，当进行读操作时，数据从RDR读出来

这TDR和RDR两个寄存器如何操作

发送端

当我们在某个时刻给TDR写入了0X55这个数据，在寄存器里面就是二进制存储0101 0101。

此时硬件检测到你写入数据了，那么它就会检查发送移位寄存器里面是不是有数据正在移位。

如果当前发送数据寄存器没有移位数据，那么这个0101 0101就会移动到发送移位寄存器。

当数据从发送数据寄存器(TDR)移动到发送移位寄存器时，就会置一个 TXE标志位。

当我们检查这个标志位TXE，如果置1了，那么就表示发送数据寄存器(TDR)为空，此时我们就可以在TDR写入下一个数据了。

注意:当TXE标志位置1(发送数据寄存器(TDR)为空)时，此时数据其实还没有发送出去(因为此时数据还在发送移位寄存器中)。

数据传入发送移位寄存器时，发送移位寄存器就会在发生器控制的驱动下，向右移位，然后一位一位地将数据输出到TX引脚。

当数据移位完成之后，新的数据就会再次自动地从TDR转移到发送数据寄存器里面来。

如果当前移位寄存器还没有完成，TDR的数据就会进行等待，一旦移位完成，就会立刻转移过来。有了TDR和移位寄存器的双重缓存，可以保证连续发送数据的时候，数据帧之间不会有空闲，提高了工作效率。

简单地说，就是你数据一旦从TDR转移到移位寄存器了，管你有没有移位完成，我就立刻把下一个数据放在TDR等着，一旦移完了，新的数据就会立刻跟上。

接收端

数据从RX引脚通向接收移位寄存器(RDR)，在接收器控制的驱动下，

一位位地读取RX电平，先放在最高位，然后往右移，移位8次之后，就能接收一个字节了。

同样，因为串口协议规定是低位先行，所以接收移位寄存器是从高位往低位这样方向移动的。之后，当一个字节移位完成之后，这一个字节的数据就会整体地，一下子转移到接收数据寄存器RDR里来。在转移的过程中，也会置一个标志位，叫RXNE

当我们检测到RXNE置1后(​​RDR寄存器(接收数据寄存器)是“满”的。即里面有新到的，CPU还没读取的数据，此时就可以把数据读走了。当数据从移位寄存器转移到RDR时，只要CPU或DMA及时读走RDR中的数据，接收移位寄存器就可以直接移位接收下一次的数据了。

这是我的部分见解，有什么问题欢迎指正，大家共同进步!