Регистры USART STM32F0

Регистры USART1–USART8 STM32F0: включение и формат кадра, отдельные регистры приёма RDR и передачи TDR, флаги ISR и их сброс записью в ICR, делитель скорости, управление драйвером RS-485, автоопределение скорости и тайм-аут приёма.

Содержание

Регистры блока
Конструктор
USART_CR1
USART_CR2
USART_CR3
USART_BRR
USART_GTPR
USART_RTOR
USART_RQR
USART_ISR
USART_ICR
USART_RDR
USART_TDR

USART STM32F0 — новый блок, не такой, как у STM32F1 и F4: вместо регистров SR и DR есть ISR, ICR, RDR и TDR. Флаги ошибок сбрасываются записью 1 в ICR, а не чтением SR и DR; RXNE сбрасывается чтением RDR, TXE — записью TDR. Перед изменением формата кадра и скорости блок выключают битом UE (RM0091, раздел 27.8).

Скорость: USARTDIV = fCK / скорость при OVER8 = 0 и 2 × fCK / скорость при OVER8 = 1; в последнем случае младшие биты записываются в BRR со сдвигом. Источник fCK для USART1 (а у части линеек и USART2, USART3) выбирается в RCC_CFGR3: PCLK, SYSCLK, HSI или LSE — от LSE порт работает на 9600 бит/с и будит микроконтроллер из Stop.

Биты DEM, DEP, DEAT и DEDT управляют выводом DE драйвера RS-485 без программных задержек. Полный набор функций — LIN, IrDA, смарт-карта, автоопределение скорости — есть у USART1 и у части остальных портов; таблица возможностей каждого USART — в разделе 27.4 RM0091.

Экземпляр	Базовый адрес	Есть у
USART2	0x4000 4400	STM32F042, STM32F048, STM32F051, STM32F058, STM32F071, STM32F072, STM32F078, STM32F091, STM32F098
USART3	0x4000 4800	STM32F071, STM32F072, STM32F078, STM32F091, STM32F098
USART4	0x4000 4C00	STM32F071, STM32F072, STM32F078, STM32F091, STM32F098
USART5	0x4000 5000	STM32F091, STM32F098
USART6	0x4001 1400	STM32F091, STM32F098
USART7	0x4001 1800	STM32F091, STM32F098
USART8	0x4001 1C00	STM32F091, STM32F098
USART1	0x4001 3800	всех

Регистры блока

Регистр	Смещение	Назначение	После сброса
USART_CR1	0x00	Включение, формат кадра и прерывания	0x0000 0000
USART_CR2	0x04	Стоп-биты, синхронный режим, LIN, автоопределение скорости	0x0000 0000
USART_CR3	0x08	DMA, управление потоком, RS-485, полудуплекс, IrDA	0x0000 0000
USART_BRR	0x0C	Делитель скорости	0x0000 0000
USART_GTPR	0x10	Предделитель и защитное время (IrDA, смарт-карта)	0x0000 0000
USART_RTOR	0x14	Тайм-аут приёма и длина блока	0x0000 0000
USART_RQR	0x18	Запросы: пауза, автоскорость, сброс данных	0x0000 0000
USART_ISR	0x1C	Флаги состояния и прерываний	0x0200 00C0
USART_ICR	0x20	Сброс флагов	0x0000 0000
USART_RDR	0x24	Принятые данные	0x0000 0000
USART_TDR	0x28	Данные для передачи	0x0000 0000

Конструктор значения

Выберите регистр и значения полей — конструктор покажет 32-битное значение и строку на C с макросами CMSIS. Поля, которые вы не меняете, берутся из значения после сброса.

РегистрЭкземпляр

M1 [28]Длина слова, старший бит: M1 M0 = 00 — 8 бит, 01 — 9 бит, 10 — 7 битEOBIE [27]Прерывание по концу блока (смарт-карта)RTOIE [26]Прерывание по тайм-ауту приёмаDEAT [25:21]Задержка включения DE до старт-бита, в 1/16 или 1/8 бита (RS-485)DEDT [20:16]Задержка выключения DE после стоп-бита, в 1/16 или 1/8 бита (RS-485)OVER8 [15]Передискретизация: 16 или 8 отсчётов на битCMIE [14]Прерывание по совпадению символа с ADDMME [13]Разрешение немого режима приёмника (mute)M [12]Длина слова: 8 или 9 бит данныхM0 [12]Длина слова, младший бит (вместе с M1)WAKE [11]Выход из немого режима: по паузе на линии или по адресуPCE [10]Контроль чётностиPS [9]Чётность: чёт или нечетPEIE [8]Прерывание по ошибке чётностиTXEIE [7]Прерывание: регистр передачи пуст (в режиме FIFO — FIFO передатчика не полон)TCIE [6]Прерывание по окончании передачиRXNEIE [5]Прерывание: приняты данные (в режиме FIFO — FIFO приёмника не пуст)IDLEIE [4]Прерывание по паузе на линии приёмаTE [3]Включение передатчикаRE [2]Включение приёмникаUESM [1]Работа в режиме Stop: USART может разбудить микроконтроллерUE [0]Включение USART

Значение: 0x00000000

0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000

USART2->CR1 = 0x00000000;

USART_CR1 — включение, формат кадра и прерывания

Смещение 0x00, 32 бит, после сброса 0x0000 0000. В коде: USART2->CR1.

31	30	29	28	27	26	25	24	23	22	21	20	19	18	17	16
—			M1	EOBIE	RTOIE	DEAT					DEDT
15	14	13	12	11	10	9	8	7	6	5	4	3	2	1	0
OVER8	CMIE	MME	M	WAKE	PCE	PS	PEIE	TXEIE	TCIE	RXNEIE	IDLEIE	TE	RE	UESM	UE

M1 (бит 28) — Длина слова, старший бит: M1 M0 = 00 — 8 бит, 01 — 9 бит, 10 — 7 бит (только у STM32F042, STM32F048, STM32F071, STM32F072, STM32F078, STM32F091, STM32F098).
EOBIE (бит 27) — Прерывание по концу блока (смарт-карта).
RTOIE (бит 26) — Прерывание по тайм-ауту приёма.
DEAT (биты 25:21) — Задержка включения DE до старт-бита, в 1/16 или 1/8 бита (RS-485).
DEDT (биты 20:16) — Задержка выключения DE после стоп-бита, в 1/16 или 1/8 бита (RS-485).
OVER8 (бит 15) — Передискретизация: 16 или 8 отсчётов на бит.
OVER8 Значение
0 16 отсчётов на бит
1 8 отсчётов на бит
CMIE (бит 14) — Прерывание по совпадению символа с ADD.
MME (бит 13) — Разрешение немого режима приёмника (mute).
M (бит 12) — Длина слова: 8 или 9 бит данных (только у STM32F031, STM32F038, STM32F051, STM32F058).
M0 (бит 12) — Длина слова, младший бит (вместе с M1) (только у STM32F042, STM32F048, STM32F071, STM32F072, STM32F078, STM32F091, STM32F098).
WAKE (бит 11) — Выход из немого режима: по паузе на линии или по адресу.
PCE (бит 10) — Контроль чётности.
PS (бит 9) — Чётность: чёт или нечет.
PS Значение
0 Чётность (even)
1 Нечётность (odd)
PEIE (бит 8) — Прерывание по ошибке чётности.
TXEIE (бит 7) — Прерывание: регистр передачи пуст (в режиме FIFO — FIFO передатчика не полон).
TCIE (бит 6) — Прерывание по окончании передачи.
RXNEIE (бит 5) — Прерывание: приняты данные (в режиме FIFO — FIFO приёмника не пуст).
IDLEIE (бит 4) — Прерывание по паузе на линии приёма.
TE (бит 3) — Включение передатчика.
RE (бит 2) — Включение приёмника.
UESM (бит 1) — Работа в режиме Stop: USART может разбудить микроконтроллер.
UE (бит 0) — Включение USART.

OVER8	Значение
0	16 отсчётов на бит
1	8 отсчётов на бит

PS	Значение
0	Чётность (even)
1	Нечётность (odd)

USART_CR2 — стоп-биты, синхронный режим, LIN, автоопределение скорости

Смещение 0x04, 32 бит, после сброса 0x0000 0000. В коде: USART2->CR2.

31	30	29	28	27	26	25	24	23	22	21	20	19	18	17	16
ADD								RTOEN	ABRMODE		ABREN	MSBFIRST	DATAINV	TXINV	RXINV
15	14	13	12	11	10	9	8	7	6	5	4	3	2	1	0
SWAP	LINEN	STOP		CLKEN	CPOL	CPHA	LBCL	—	LBDIE	LBDL	ADDM7	—

ADD (биты 31:24) — Адрес узла или символ для сравнения (флаг CMF).
RTOEN (бит 23) — Включение тайм-аута приёма.
ABRMODE (биты 22:21) — Способ автоопределения скорости: по старт-биту, по фронтам, по символу 0x7F или 0x55.
ABREN (бит 20) — Автоопределение скорости по первому принятому символу.
MSBFIRST (бит 19) — Порядок битов: старшим вперёд.
DATAINV (бит 18) — Инверсия данных: единицы передаются низким уровнем.
TXINV (бит 17) — Инверсия уровня на выводе TX.
RXINV (бит 16) — Инверсия уровня на выводе RX.
SWAP (бит 15) — Обмен функций выводов TX и RX.
LINEN (бит 14) — Режим LIN.
STOP (биты 13:12) — Число стоп-битов: 1, 0,5, 2 или 1,5.
STOP Значение
00 1 стоп-бит
01 0,5 стоп-бита
10 2 стоп-бита
11 1,5 стоп-бита
CLKEN (бит 11) — Вывод тактового сигнала CK (синхронный режим).
CPOL (бит 10) — Уровень CK в паузе.
CPHA (бит 9) — Фронт CK, по которому захватываются данные.
LBCL (бит 8) — Тактовый импульс для последнего бита данных.
LBDIE (бит 6) — Прерывание по обнаружению паузы LIN (break).
LBDL (бит 5) — Длина паузы LIN: 10 или 11 бит.
ADDM7 (бит 4) — Длина адреса для пробуждения: 4 или 7 бит.

STOP	Значение
00	1 стоп-бит
01	0,5 стоп-бита
10	2 стоп-бита
11	1,5 стоп-бита

USART_CR3 — dMA, управление потоком, RS-485, полудуплекс, IrDA

Смещение 0x08, 32 бит, после сброса 0x0000 0000. В коде: USART2->CR3.

31	30	29	28	27	26	25	24	23	22	21	20	19	18	17	16
—									WUFIE	WUS		SCARCNT			—
15	14	13	12	11	10	9	8	7	6	5	4	3	2	1	0
DEP	DEM	DDRE	OVRDIS	ONEBIT	CTSIE	CTSE	RTSE	DMAT	DMAR	SCEN	NACK	HDSEL	IRLP	IREN	EIE

WUFIE (бит 22) — Прерывание пробуждения из режима Stop.
WUS (биты 21:20) — Событие пробуждения из Stop: совпадение адреса, старт-бит или приём байта.
SCARCNT (биты 19:17) — Число повторов передачи в режиме смарт-карты.
DEP (бит 15) — Полярность сигнала DE.
DEM (бит 14) — Сигнал DE на выводе RTS для драйвера RS-485.
DDRE (бит 13) — Отключение DMA при ошибке приёма.
OVRDIS (бит 12) — Запрет флага переполнения: новые данные затирают RDR.
ONEBIT (бит 11) — Выборка бита по одному отсчёту вместо трёх.
CTSIE (бит 10) — Прерывание по изменению CTS.
CTSE (бит 9) — Аппаратное управление потоком по входу CTS.
RTSE (бит 8) — Аппаратное управление потоком по выходу RTS.
DMAT (бит 7) — DMA при передаче.
DMAR (бит 6) — DMA при приёме.
SCEN (бит 5) — Режим смарт-карты.
NACK (бит 4) — Ответ NACK при ошибке чётности (смарт-карта).
HDSEL (бит 3) — Полудуплекс по одному проводу TX.
IRLP (бит 2) — Пониженное потребление IrDA.
IREN (бит 1) — Режим IrDA SIR.
EIE (бит 0) — Прерывание по ошибкам: кадра (FE), переполнения (ORE) и шума (NE).

USART_BRR — делитель скорости

Смещение 0x0C, 32 бит, после сброса 0x0000 0000. В коде: USART2->BRR.

31	30	29	28	27	26	25	24	23	22	21	20	19	18	17	16
—
15	14	13	12	11	10	9	8	7	6	5	4	3	2	1	0
DIV_MANTISSA												DIV_FRACTION

DIV_MANTISSA (биты 15:4) — Делитель скорости USARTDIV, биты 15:4.
DIV_FRACTION (биты 3:0) — Делитель скорости USARTDIV, биты 3:0 (при OVER8 = 1 — биты 3:1, сдвинутые вправо).

USART_GTPR — предделитель и защитное время (IrDA, смарт-карта)

Смещение 0x10, 32 бит, после сброса 0x0000 0000. В коде: USART2->GTPR.

31	30	29	28	27	26	25	24	23	22	21	20	19	18	17	16
—
15	14	13	12	11	10	9	8	7	6	5	4	3	2	1	0
GT								PSC

GT (биты 15:8) — Защитное время в битах (смарт-карта).
PSC (биты 7:0) — Предделитель тактовой частоты IrDA или смарт-карты.

USART_RTOR — тайм-аут приёма и длина блока

Смещение 0x14, 32 бит, после сброса 0x0000 0000. В коде: USART2->RTOR.

31	30	29	28	27	26	25	24	23	22	21	20	19	18	17	16
BLEN								RTO
15	14	13	12	11	10	9	8	7	6	5	4	3	2	1	0
RTO

BLEN (биты 31:24) — Длина блока (смарт-карта).
RTO (биты 23:0) — Тайм-аут приёма в битах.

USART_RQR — запросы: пауза, автоскорость, сброс данных

Смещение 0x18, 32 бит, после сброса 0x0000 0000. В коде: USART2->RQR.

31	30	29	28	27	26	25	24	23	22	21	20	19	18	17	16
—
15	14	13	12	11	10	9	8	7	6	5	4	3	2	1	0
—											TXFRQ	RXFRQ	MMRQ	SBKRQ	ABRRQ

TXFRQ (бит 4) — Запрос: сбросить передаваемые данные.
RXFRQ (бит 3) — Запрос: сбросить принятые данные (флаг RXNE).
MMRQ (бит 2) — Запрос: перевести приёмник в немой режим.
SBKRQ (бит 1) — Запрос: передать паузу (break).
ABRRQ (бит 0) — Запрос: новое автоопределение скорости.

USART_ISR — флаги состояния и прерываний

Смещение 0x1C, 32 бит, после сброса 0x0200 00C0. В коде: USART2->ISR.

31	30	29	28	27	26	25	24	23	22	21	20	19	18	17	16
—									REACK	TEACK	WUF	RWU	SBKF	CMF	BUSY
15	14	13	12	11	10	9	8	7	6	5	4	3	2	1	0
ABRF	ABRE	—	EOBF	RTOF	CTS	CTSIF	LBDF	TXE	TC	RXNE	IDLE	ORE	NE	FE	PE

REACK (бит 22) — Приёмник включён (подтверждение RE).
TEACK (бит 21) — Передатчик включён (подтверждение TE).
WUF (бит 20) — Пробуждение из режима Stop.
RWU (бит 19) — Приёмник в немом режиме.
SBKF (бит 18) — Идёт передача паузы.
CMF (бит 17) — Принят символ, равный ADD.
BUSY (бит 16) — Идёт приём.
ABRF (бит 15) — Автоопределение скорости завершено.
ABRE (бит 14) — Ошибка автоопределения скорости.
EOBF (бит 12) — Конец блока (смарт-карта).
RTOF (бит 11) — Тайм-аут приёма.
CTS (бит 10) — Уровень на входе CTS (инвертированный).
CTSIF (бит 9) — Изменение уровня CTS.
LBDF (бит 8) — Обнаружена пауза LIN.
TXE (бит 7) — Регистр TDR пуст — можно писать следующий символ (в режиме FIFO — FIFO не полон).
TC (бит 6) — Передача завершена: сдвиговый регистр пуст.
RXNE (бит 5) — В RDR есть принятые данные (в режиме FIFO — FIFO не пуст).
IDLE (бит 4) — Пауза на линии приёма.
ORE (бит 3) — Переполнение: принят новый символ, а RDR не прочитан.
NE (бит 2) — Шум при приёме.
FE (бит 1) — Ошибка кадра: нет стоп-бита.
PE (бит 0) — Ошибка чётности.

USART_ICR — сброс флагов

Смещение 0x20, 32 бит, после сброса 0x0000 0000. В коде: USART2->ICR.

31	30	29	28	27	26	25	24	23	22	21	20	19	18	17	16
—											WUCF	—		CMCF	—
15	14	13	12	11	10	9	8	7	6	5	4	3	2	1	0
—			EOBCF	RTOCF	—	CTSCF	LBDCF	—	TCCF	—	IDLECF	ORECF	NCF	FECF	PECF

WUCF (бит 20) — Сброс флага WUF записью 1.
CMCF (бит 17) — Сброс флага CMF записью 1.
EOBCF (бит 12) — Сброс флага EOBF записью 1.
RTOCF (бит 11) — Сброс флага RTOF записью 1.
CTSCF (бит 9) — Сброс флага CTSIF записью 1.
LBDCF (бит 8) — Сброс флага LBDF записью 1.
TCCF (бит 6) — Сброс флага TC записью 1.
IDLECF (бит 4) — Сброс флага IDLE записью 1.
ORECF (бит 3) — Сброс флага ORE записью 1.
NCF (бит 2) — Сброс флага NE записью 1.
FECF (бит 1) — Сброс флага FE записью 1.
PECF (бит 0) — Сброс флага PE записью 1.

USART_RDR — принятые данные

Смещение 0x24, 16 бит, после сброса 0x0000 0000. В коде: USART2->RDR.

15	14	13	12	11	10	9	8	7	6	5	4	3	2	1	0
—							RDR

RDR (биты 8:0) — Принятый символ.

USART_TDR — данные для передачи

Смещение 0x28, 16 бит, после сброса 0x0000 0000. В коде: USART2->TDR.

15	14	13	12	11	10	9	8	7	6	5	4	3	2	1	0
—							TDR

TDR (биты 8:0) — Символ для передачи.

Частые вопросы

Как рассчитать BRR для 115 200 бит/с при 48 МГц на STM32F0?

При OVER8 = 0: BRR = 48 000 000 / 115 200 ≈ 416,7 — записывают 417 (0x1A1). Реальная скорость 115 108 бит/с, ошибка −0,08 %.

Как сбросить ошибку переполнения ORE на STM32F0?

Запишите 1 в бит ORECF регистра USART_ICR. Пока ORE установлен, приём новых символов не идёт. Если переполнения в вашем протоколе допустимы, бит OVRDIS в CR3 отключает их обнаружение.

Источники

STMicroelectronics. RM0091: Reference manual (Rev 10) — раздел 27.8: описание регистров, назначение полей и значения после сброса
STMicroelectronics. cmsis-device-f0 v2.3.8: заголовки CMSIS stm32f031x6.h, stm32f038xx.h, stm32f042x6.h, stm32f048xx.h, stm32f051x8.h, stm32f058xx.h, stm32f071xb.h, stm32f072xb.h, stm32f078xx.h, stm32f091xc.h, stm32f098xx.h — структуры периферии, смещения, адреса экземпляров и макросы полей; лицензия Apache-2.0

Нашли ошибку в регистрах?