一、简介

通用同步异步收发器（Universal Synchronous Asynchronous Receiver and Transmitter） 是一个串行通信设备，可以灵活地与外部设备进行全双工数据交换。有别于 USART 还有一个 UART（Universal Asynchronous Receiver and Transmitter），它是在 USART 基础上裁剪掉了同步通信功能，只有异步通信。简单区分同步和异步就是看通信时需不需要对外提供时钟输出，我们平时用的串口通信基本都是 UART。

串行通信一般是以帧格式传输数据，即是一帧一帧的传输，每帧包含有起始信号、数据信息、停止信息，可能还有校验信息。USART 就是对这些传输参数有具体规定，当然也不是只有唯一一个参数值，很多参数值都可以自定义设置，只是增强它的兼容性。

USART 满足外部设备对工业标准 NRZ 异步串行数据格式的要求，并且使用了小数波特率发生器，可以提供多种波特率，使得它的应用更加广泛。USART 支持同步单向通信和半双工单线通信；还支持局域互连网络 LIN、智能卡(SmartCard)协议与 lrDA(红外线数据协会) SIR ENDEC 规范。

USART 在 GD32 应用最多莫过于“打印”程序信息，一般在硬件设计时都会预留一个 USART 通信接口连接电脑，用于在调试程序是可以把一些调试信息“打印”在电脑端的串口调试助手工具上，从而了解程序运行是否正确、如果出错哪具体哪里出错等等。

USART 支持 DMA 功能，以实现高速率的数据通信，除了 UART4。

二、API说明

以下 USART 接口位于 GD32F10x_Firmware_Library_V2.2.2FirmwareGD32F10x_standard_peripheralIncludegd32f10x_usart.h。

2.1 usart_deinit

2.2 usart_baudrate_set

2.3 usart_word_length_set

wlen：配置USART字长，详细列表如下：

2.4 usart_stop_bit_set

stblen：配置USART停止位，详细列表如下：

2.5 usart_parity_config

paritycfg：配置USART奇偶校验，详细列表如下：

2.6 usart_hardware_flow_rts_config

rtsconfig：使能/除能RTS，详细列表如下：

2.7 usart_hardware_flow_cts_config

ctsconfig：使能/除能CTS，详细列表如下：

2.8 usart_transmit_config

txconfig：使能/失能USART发送器，详细列表如下：

2.9 usart_receive_config

rxconfig：使能/失能USART接收器，详细列表如下：

2.10 usart_enable

2.11 usart_data_transmit

2.12 usart_data_receive

2.13 usart_interrupt_enable

int_flag：USART中断标志，详细列表如下：

2.14 usart_flag_get

flag：USART标志位，详细列表如下：

2.15 usart_interrupt_flag_get

int_flag：USART中断标志，详细列表如下：

三、USART收发通信

3.1 引脚分布

STM32F103RCT6 系统控制器有三个 USART 和两个 UART，其中 USART0 时钟来源于 APB2 总线时钟，其最大频率为 108MHz，其他四个的时钟来源于 APB1 总线时钟，其最大频率为 54MHz。UART 只是异步传输功能，所以没有 SCLK、CTS 和 RTS 功能引脚。

3.2 编程要点

使能 RX 和 TX 引脚 GPIO 时钟和 USART 时钟

初始化 GPIO，并将 GPIO 复用到 USART 上

配置 USART 参数

配置中断控制器并使能 USART 接收中断

使能 USART

在 USART 接收中断服务函数实现接收和发送

3.3 USART初始化

使用 GPIO 之前都需要初始化配置它，并且还要添加特殊设置，因为我们使用它作为外设的引脚，一般都有特殊功能。我们在初始化时需要把它的模式设置为复用功能。这里把串口的 Tx 引脚配置为复用推挽输出，Rx 引脚为浮空输入，数据完全由外部输入决定。

接下来，我们配置 USART0 通信参数为：波特率 115200，字长为 8，1 个停止位，没有校验位，不使用硬件流控制，收发一体工作模式，然后调用 USART 初始化函数完成配置。

// GPIO时钟使能rcu_periph_clock_enable(RCU_GPIOA);// USART时钟使能rcu_periph_clock_enable(RCU_USART0);

    // 配置TX为推挽复用模式gpio_init(GPIOA, GPIO_MODE_AF_PP, GPIO_OSPEED_50MHZ, GPIO_PIN_9);// 配置RX为浮空输入模式gpio_init(GPIOA, GPIO_MODE_IN_FLOATING, GPIO_OSPEED_50MHZ, GPIO_PIN_10);

    // 配置串口的工作参数usart_deinit(USART0);usart_baudrate_set(USART0, 115200U);                        // 波特率usart_word_length_set(USART0, USART_WL_8BIT);               // 帧数据字长usart_stop_bit_set(USART0, USART_STB_1BIT);                 // 停止位usart_parity_config(USART0, USART_PM_NONE);                 // 奇偶校验位usart_hardware_flow_rts_config(USART0, USART_RTS_DISABLE);  // 硬件流控制RTSusart_hardware_flow_cts_config(USART0, USART_CTS_DISABLE);  // 硬件流控制CTSusart_receive_config(USART0, USART_RECEIVE_ENABLE);         // 使能接收usart_transmit_config(USART0, USART_TRANSMIT_ENABLE);       // 使能发送usart_enable(USART0);                                       // 使能串口    

3.4 串口中断初始化

抢占优先级，数字越小，优先级越高

若抢占优先级相同，判断子优先级，同样，数字越小，优先级越高

// 使能USART中断nvic_irq_enable(USART0_IRQn, 0, 0);// 使能串口接收中断usart_interrupt_enable(USART0, USART_INT_RBNE);

3.5 串口中断处理函数

使能了 USART0 接收中断，当 USART0 有接收到数据就会执行 USART0_IRQHandler() 函数。usart_interrupt_flag_get() 函数与 usart_flag_get() 函数类似用来获取标志位状态，但 usart_interrupt_flag_get() 函数是专门用来获取中断事件标志的，并返回该标志位状态。使用 if 语句来判断是否是真的产生 USART 数据接收这个中断事件，如果是真的就使用 USART 数据读取函数 usart_data_receive() 读取数据到指定存储区。然后再调用 USART 数据发送函数 usart_data_transmit() 把数据又发送给源设备，即 PC 端的串口调试助手。

/*!

    brief      this function handles USART RBNE interrupt request and TBE interrupt request

    param[in]  none

    param[out] none

    retval     none

*/void USART0_IRQHandler(void){

    unsigned char data;

    if(RESET != usart_interrupt_flag_get(USART0, USART_INT_FLAG_RBNE))

    {

        data = usart_data_receive(USART0);

        usart_data_transmit(USART0, (uint8_t)data);

        while(RESET == usart_flag_get(USART0, USART_FLAG_TBE));//发送完成判断

    }}

串口中断处理函数名称要与串口相对应，可在 startup_gd32f10x_hd.s 启动文件中查看：

;                   /* external interrupts handler */

                    DCD     WWDGT_IRQHandler                  ; 16:Window Watchdog Timer

                    DCD     LVD_IRQHandler                    ; 17:LVD through EXTI Line detect

                    DCD     TAMPER_IRQHandler                 ; 18:Tamper Interrupt   

                    DCD     RTC_IRQHandler                    ; 19:RTC through EXTI Line

                    DCD     FMC_IRQHandler                    ; 20:FMC

                    DCD     RCU_IRQHandler                    ; 21:RCU

                    DCD     EXTI0_IRQHandler                  ; 22:EXTI Line 0

                    DCD     EXTI1_IRQHandler                  ; 23:EXTI Line 1

                    DCD     EXTI2_IRQHandler                  ; 24:EXTI Line 2

                    DCD     EXTI3_IRQHandler                  ; 25:EXTI Line 3