原创 华大电子MCU CIU32M010、CIU32M030通用异步收发器

1. 通用异步收发器（UARTx）

1.1. 模块介绍

CIU32M010、CIU32M030 集成的通用异步收发器(UART)提供了一种灵活的方法与使用工业标准NRZ 异步串行数据格式的外部设备之间进行全双工数据交换。

1.2. 功能特点

• 支持 8bit 数据和 9bit 数据模式

• 支持 18bit 波特率寄存器灵活配置

• 支持全双工异步通信、单工发送、单工接收、单线通信模式

• 支持硬件奇偶校验可选

• 具有 4 帧数据的接收缓存，1 帧数据的发送缓冲

• 硬件检测接收超时，超时长度可以配置，配置范围：1~16384 比特率时间

• 支持帧出错检测

• 可选 STOP 位为 1 位或 2 位

1.3. 功能说明

1.3.1. 波特率生成功能

波特率计算公式 = SYSCLK/(UART_BAUD+1) （UART_BAUD>=6）

UART 模块的工作时钟为系统时钟，因此，应当根据当前系统时钟频率以及需要的波特率计算 UART_BAUD 的配置值。一旦系统时钟频率改变，应当相应修改波特率配置。

1.3.2. UART 发送器

发送器可发送 8/9bit 数据，由寄存器 UART_CON 中的 BIT9_EN 位的配置值决定。软件向寄存器

UART_DATA 写入数据时，发送器将通过 IO 管脚 UART_TX 发送数据帧，UART_TX 的极性可以通过寄存

器 UART_CON 中的 TX_INV 位来配置。

发送数据流程：发射器输出管脚（UART_TX）闲置状态时，默认为高电平。模块使能后，软件向寄存

器 UART_DATA 写入要发送的数据启动发送。发送器有一帧的发送缓冲，寄存器 UART_STA 中

TX_BUF_EMPTY 为高电平时，软件可向寄存器 UART_DATA 再写入一帧数据，它将被存入发送缓冲区，

TX_BUF_EMPTY 会变零，在当前帧发送完成时，会接着发送缓冲区中的数据。

数据发送完成且缓冲区为空时，寄存器 UART_STA 中 TC_PEND 位置 1，此时如果寄存器 UART_CON

中 TCIE 位使能，则产生中断。

发送器发送序列：起始位->数据位(LSB)->停止位

1.3.3. UART 接收器

接收器可接收 8/9bit 数据，由寄存器 UART_CON 中的 BIT9_EN 位的配置值决定。

数据字符由逻辑 0 的起始位、8/9bit 数据位，奇偶校验位和逻辑 1 的停止位组成。

接收器有 4 个 8/9bit 的数据缓冲。在缓冲区接收到 4 个数据之后，且又有一帧数据接收完成时，寄存器 UART_STA 中 RX_BUF_OV 会置 1，新的数据将不会存储在数据缓冲区中，即新数据丢失。 在接收一个数据帧的过程中可使能奇偶错误检测、帧错误检测和超时检测，通过配置寄存器 UART_CON 打开相应的错误检测使能位和相应的错误中断使能位。

帧错误检测机制是指在 stop 位检测到 IO 引脚 UART_RX 是低电平时,为帧错误。

超时检测机制是指在接收到 1byte 之后，检测是否超过了设置的时间，如果没有则继续接收数据，超时时间可以通过寄存器 UART_CON 中 TO_BIT_LEN 进行配置。接收缓冲区有数据，即寄存器 UART_STA 中的 RX_BUF_NOT_EMPTY=1 时，软件可以通过读

UART_DATA 寄存器的方式来获取收到的数据。

1.4 模块框图与接口时序

1.4.1. UART 模块架构图

图 1-1 UART 模块架构图

1.4.2. UART 协议图

UART 数据发送/接收的数据格式如下所示，其中数据位可选择 8bit 或 9bit，需要注意的是，选择 9bit 数据时，就不可以使能奇偶校验位。相反，使能奇偶校验位时，不能选择 9bit 数据。

图 1-2 UART 时序图

1.5 时钟与复位

1.5.1. 时钟介绍

该模块时钟来源于系统时钟，可通过配置系统寄存中 CLKCON2 来使能时钟。

1.5.2. 复位介绍

该模块的复位源有两个，分别是系统复位和软件复位，软件复位可通过配置系统寄存器触发。