操作流程

下文将介绍 UART 的操作流程，包括配置、数据传输、数据接收和红外线模式。

UART 配置

在 UART 开始传输数据或更改传输格式之前，必须进行配置以定义传输格式。示例流程如下：

在 FIFO 模式下，将 UFCR.FME 设置为 1，重置接收和发送 FIFO，然后按以下步骤初始化 UART：

步骤一：将 UFCR.UME 清零。

步骤二：设置 UDLLR 和 UDLHR 中的值，以生成波特率时钟。

步骤三：在 ULCR 中设置数据格式。

步骤四：如果是 FIFO 模式，则在 UFCR 中设置 FME 位和其他 FIFO 控制，重置接收和发送 FIFO，否则跳过第 4 项。

步骤五：在基于中断的传输中设置 UIER 中的各中断使能位，或在基于 DMA 的传输中设置 UFCR.DME（DMA 传输仅为 FIFO 模式），然后设置 UFCR.UME。

数据传输

配置完成后，UART 即可进行数据传输。数据传输请参阅以下步骤：

步骤一：读取 ULSR.TDRQ（中断禁用）或等待发送数据请求中断（中断使能），如果 ULSR.TDRQ = 1 或发送数据请求中断发生，则表示 UTHR 中有足够的空位置来存放新数据。

步骤二：如果 ULSR.TDRQ 为 1 或收到发送数据请求中断，则向 UTHR 写入发送数据，开始发送。

步骤三：如果有更多数据等待发送，则执行第 1 项和第 2 项。

步骤四：将所有必要数据写入 UTHR 后，等待 ULSR.TEMP = 1，表示所有数据已完全发送。

步骤五：如果需要发送断点，则设置 ULCR.SBK，至少等待 1 位间隔时间后发送有效的断点，然后清除 ULCR.SBK。

步骤六：清零 UFCR.UME 位，完成 UART 传输。

数据接收

配置完成后，UART 即可进行数据接收。有关数据接收，请参阅以下示例程序：

步骤一：读取 ULSR.DRY（中断禁用）或等待接收数据请求中断（中断启用），如果 ULSR.DRY = 1 或接收数据请求中断发生，则表示 URBR 有一个数据（非 FIFO 模式）或 URBR 中的数据达到触发值。(FIFO 模式）

步骤二：如果 ULSR.DRY = 1 或接收数据请求中断发生，则读取 ULSR.FIFOE 或查看是否有错误中断，如果 ULSR.FIFOE = 1，表示接收到的数据有接收错误，则进入错误处理程序，否则进入第 3 项。

步骤三：读取 URBR 中的一个接收数据（非 FIFO 模式）或 URBR 中等于触发值的数据。(FIFO）模式

步骤四：检查是否接收到所有数据：检查 ULSR.DRY 是否 = 0，在 FIFO 模式下并启用中断时，可能会产生超时中断，当超时中断产生时，读取 URBR 直到 ULSR.DRY = 0。

步骤五：当接收到所有数据且 ULSR.DRY = 0 时，清零 UFCR.UME，结束数据接收。

接收错误处理

错误处理流程示例如下：

如果 ULSR.FIFOE = 1，表示接收到的数据有接收错误，然后检查是什么错误。

如果 ULSR.OVER = 1，进入 OVER 错误处理。

如果 ULSR.BI = 1，则进入中断处理。

如果 ULSR.FMER = 1，转到帧错误处理。

如果 ULSR.PARER = 1，进入 PARER 错误处理。

调制解调器传输

UMCR.MDCE = 1 时，启用调制解调器控制。软件可通过 RTS_ 和 CTS_ 引脚停止和重新启动传输流。当 UART 发送器检测到 CTS_ 引脚为低电平时，会停止传输，TxD 引脚在完成当前字符的传输后进入标记状态，直到检测到 CTS_ 引脚恢复到高电平。RTS_ 引脚输出给接收 UART，其状态可通过设置 UMCR.RTS 位来控制，即设置 UMCR.RTS 为 1 时，RTS_ 引脚为低电平输出，表示 UART 已准备好接收数据，反之则表示 UART 当前无法接收更多数据。

DMA 传输

UART 可以在基于 DMA 的模式下工作（UFCR.DME = 1，仅限 FIFO 模式），即由 UART 发起的 DMA 请求取代中断请求，使用 DMA 代替 CPU 进行传输/接收。除超时和错误中断外，软件必须确保禁用发送和接收中断。

在 DMA 传输过程中，如果发生中断，软件必须首先读取 ULSR，查看是否存在错误中断，然后检查 UIIR，查找中断源，如果 DMA 通道已因 UART 的错误指示而停止，则禁用 DMA 通道，并从接收 FIFO 中读出所有错误数据。软件重新设置并重新启用 DMA 后，DMA 的数据传输将重新启动。

慢速 IrDA 异步接口

通过将 ISR.XMITIR 和 ISR.RCVEIR 设置为 1，每个 UART 都支持慢速红外线 (SIR) 发送和接收（确保这两个位不同时设置为 1，因为 SIR 不能全双工运行）。根据 IrDA 1.1，数据传输速率的最大值限制为 115.2Kbps。

在 SIR 发送模式下，发送脉冲以 3/16 的速率发出（当发送数据位为零时）；在 SIR 接收模式下，接收器必须检测到 3/16 脉冲周期才能识别零值（高电平或低电平有效脉冲解调为 0，无脉冲解调为 1）。

与普通 UART 相比，SIR 有一些限制，即每个字符的数据宽度固定为 8 位，没有奇偶校验和 1 个停止位，并且忽略调制解调器功能。IrDA 1.1 规定，光节点停止发送后，其接收器在恢复接收功能前至少有 10 毫秒的延迟，软件必须保证这一延迟。

在 IrDA 1.1 规范中，通信必须以 9600bps 的速率启动，但如果两端都支持，则允许链接协商更高（或更低）的数据速率。但是，通信速率不会自动改变。如有必要，可通过软件进行更改。

对于使用 UART 的任何频率时钟

如果不设置 M 寄存器和 UACR，UART 将以指定频率的正常模式工作。要使用其他频率，必须将 M 寄存器和 UACR 设置为正确值。

1. 改进
   1. 一个比特由 M 个 CLKBR 周期组成，周期数可为 4 至 1024。
   2. 可以在一帧的某些比特中插入一些额外的 CLKBR 周期，这样实现小数分频。

例如：

CLKBR = CLKDEV / N    N = 1, 2, …
CLKBR = CLKDEV / N = 4MHz
波特率 = 460800

精确

Ma = 8.681

我们取 M = 8，每帧多 8 个周期

一个 12 位寄存器用于指示插入额外周期的位置。

第一行是预期时间

第二行是实际时间

第三行是时间误差

对于传输，理论上最大误差为 CLKBR 周期的一半，即 0.125us。

2. 设置 UMR 寄存器

CLKBR = CLKDEV / N, (N = UDLHR.LHR<<8 + UDLLR.LLR)
Ma = CLKBR / 带宽
M 是 Ma.的调制解调器。
将 M 写入 M 寄存器。

考虑到功率和稳健性，最好通过设置 UDLR 来选择 M 为 6 至 32。

最大误差 = (0.5 / CLKBR) / (Ma / CLKBR) = 0.5 / Ma < 0.5 / M

3. 设置 UACR 值

它的每一位表示

0：表示不增加 UART 准备发送或接收的位的周期，换言之，将使用 M 个周期发送或接收该位

1：表示为 UART 准备发送或接收的位增加额外周期，换句话说，将使用 M+1 个周期发送或接收该位

要设置 UACR 值，必须确保每个位的最大误差小于 0.5PBR。

例如：Ma-M = 0.15；M+1-Ma = 0.85；

向 UMR 写入 8、

向 UACR 写入 0x408

周期/位：M，M，M，M+1，M，M，M，M，M，M，M+1，M

UACR：0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0