如何互換STM32中UART的Rx和Tx引腳及電平的反轉

今天給大家分享關于STM32關于UART的一些新特性，主要針對較新系列STM32（如：STM32H7、G0、G4等）的UART，可通過軟件改變Rx和Tx引腳、電平反轉、高低反序、介紹超時等。

支持RXD和TXD管腳互換

有些時候，我們在外接RS232芯片時，可能會將RXD和TXD兩根線接反。這類低級錯誤，一般是老司機才會犯。

如果大家知道USART的TXD和RXD管腳可以互換，那么在連接外設RS232芯片時，如果發(fā)生錯誤，就不必再修改硬件，只需直接在軟件中將RXD和TXD的管腳反轉過來即可修正錯誤。

參考上圖，設置SWAP位，即可將RXD和TXD管腳互換。

支持接收和發(fā)送的電平極性反轉

第二個新特性：Tx和Rx電平極性反轉。 通常默認串口電平是高電平為邏輯1，低電平為邏輯0。而在STM32的USART新特性中是可以將高電平設置為邏輯0，低電平設置為邏輯1的。 這一特性，讓我們在一些特殊的場景下靈活使用，如：USART外接了反相器時就可以直接使用。 在數據接收發(fā)送寄存器中，數據也是可以反轉的，原來的0變?yōu)?，原來的1變?yōu)?，這和電平極性反轉是類似。需要特別注意的是，在極性反轉的時候，起始位和結束位也都反轉了，所有的信號電平都反轉；而在數據寄存器中只反轉了數據位，其中也包含了校驗位，沒有反轉信號的起始位和結束位的極性。

參考上圖，在USART_CR2寄存器中TXINV、RXINV和DATAINV位來進行設置。

支持數據高位與低位反序發(fā)送或接收

第三個新特性：發(fā)送和接收數據時，可在寄存器中設置是先發(fā)低位還是先發(fā)高位。 默認的配置都是先發(fā)送或接收低位的信號（bit 0），實際應用中，通過USART_CR2中的MSBFIRST設置后，也可以讓USART先發(fā)送或接收高位信號（bit 7/8），這一點在對數據進行反序的時候會經常用到它。

我們可以考慮這種情況，如果需要把串口接收到的數據先進行反序操作之后，再進行計算，那這個硬件的功能就可以幫助我們節(jié)省很多軟件的工作量。

USART支持DMA傳輸

最后，STM32的USART都是支持DMA的，這一點有利于做數據的連續(xù)發(fā)送和數據的緩沖接收。在某些STM32產品系列中，如STM32F4和H7系列具有專門的串口FIFO，這就可以用來做串口喚醒，先讓MCU進入到Sleep模式，當接收到一個完整的數據包，這個數據包可能是100個字節(jié)或者200個字節(jié)，之后再喚醒單片機，這樣既可以做到不丟數據又可以降低MCU的喚醒頻率。

另外，USART的接收還具有超時功能，可以人為設定一個時間，在USART的RTOR寄存器中進行設置，當串口接收的數據幀之間超過了這個設定值，就會引發(fā)一個超時中斷，串口中會有一個叫RTOF的標志位來顯示發(fā)生的超時事件，我們通過這個中斷中應用的代碼就可以知道串口的數據發(fā)生了中斷現象，近似可認為對方的數據已經發(fā)送完成。這種方式，在串口上層協(xié)議的開發(fā)中，有很多應用場景。

USART 新特性小結

支持RXD和TXD管腳的互換

支持管腳上的電平邏輯反轉和數據寄存器中的邏輯反轉

支持數據高位與低位反序發(fā)送或接收，既可以先發(fā)送或接收低位，也可以先發(fā)送或接收高位

支持接收數據的超時功能，并且每個USART都可以支持DMA傳輸