USART 流控制参数：原理、配置与应用（建议收藏备用！！！）

紫昭

发布于 2025-11-29 08:47:43

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引言

在嵌入式系统开发中，USART（通用同步异步收发传输器）作为一种常用的串行通信接口，能实现设备间稳定的数据传输。而流控制是确保数据传输可靠性的关键机制，它能有效避免数据丢失，保证通信的准确性。本文将深入探讨基于 STM32 的 USART 流控制参数的使用，涵盖硬件流控制和软件流控制两方面。

硬件流控制（RTS/CTS）

原理

硬件流控制通过 RTS（请求发送）和 CTS（清除发送）两个硬件信号引脚来协调数据传输。发送方依据 CTS 引脚电平判断接收方是否准备就绪，接收方则通过控制 RTS 引脚电平告知发送方能否发送数据。这种方式实时性强，能快速响应传输状态变化。

基于 STM32 的配置示例

#include "stm32f4xx_hal.h"

UART_HandleTypeDef huart1;

// 初始化 USART1 并配置硬件流控制
void USART1_Init(void) {
    huart1.Instance = USART1;
    huart1.Init.BaudRate = 115200;
    huart1.Init.WordLength = UART_WORDLENGTH_8B;
    huart1.Init.StopBits = UART_STOPBITS_1;
    huart1.Init.Parity = UART_PARITY_NONE;
    huart1.Init.Mode = UART_MODE_TX_RX;
    huart1.Init.HwFlowCtl = UART_HWCONTROL_RTS_CTS;
    huart1.Init.OverSampling = UART_OVERSAMPLING_16;

    if (HAL_UART_Init(&huart1)!= HAL_OK) {
        // 初始化错误处理
        Error_Handler();
    }
}

// 发送数据函数
void USART1_SendData(uint8_t *pData, uint16_t Size) {
    HAL_UART_Transmit(&huart1, pData, Size, HAL_MAX_DELAY);
}

// 接收数据函数
void USART1_ReceiveData(uint8_t *pData, uint16_t Size) {
    HAL_UART_Receive(&huart1, pData, Size, HAL_MAX_DELAY);
}

代码解析

在上述代码中，先定义了 UART_HandleTypeDef 类型的 huart1 结构体。在 USART1_Init 函数里，对 huart1 进行初始化配置，将 HwFlowCtl 设置为 UART_HWCONTROL_RTS_CTS 以启用硬件流控制。接着调用 HAL_UART_Init 初始化 USART1。发送和接收数据分别通过 HAL_UART_Transmit 和 HAL_UART_Receive 函数实现。

软件流控制（XON/XOFF）

原理

软件流控制依靠在数据流中插入特定字符实现。XON（DC1，ASCII 码 17）表示接收方准备好接收数据，XOFF（DC3，ASCII 码 19）表示接收方忙，需发送方暂停发送。这种方式无需额外硬件引脚，灵活性高，但实时性稍逊于硬件流控制。

基于 STM32 的配置示例

#include "stm32f4xx_hal.h"

UART_HandleTypeDef huart1;
bool xoff_received = false;

// 初始化 USART1 并配置软件流控制
void USART1_Init(void) {
    huart1.Instance = USART1;
    huart1.Init.BaudRate = 115200;
    huart1.Init.WordLength = UART_WORDLENGTH_8B;
    huart1.Init.StopBits = UART_STOPBITS_1;
    huart1.Init.Parity = UART_PARITY_NONE;
    huart1.Init.Mode = UART_MODE_TX_RX;
    huart1.Init.HwFlowCtl = UART_HWCONTROL_NONE;
    huart1.Init.OverSampling = UART_OVERSAMPLING_16;

    if (HAL_UART_Init(&huart1)!= HAL_OK) {
        // 初始化错误处理
        Error_Handler();
    }
}

// 发送数据函数
void USART1_SendData(uint8_t *pData, uint16_t Size) {
    while (xoff_received);
    HAL_UART_Transmit(&huart1, pData, Size, HAL_MAX_DELAY);
}

// 接收数据回调函数
void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart) {
    if (huart == &huart1) {
        uint8_t receivedByte;
        HAL_UART_Receive(&huart1, &receivedByte, 1, HAL_MAX_DELAY);
        if (receivedByte == 19) {
            xoff_received = true;
        }
        else if (receivedByte == 17) {
            xoff_received = false;
        }
        // 处理其他接收到的数据
    }
}

代码解析

代码中，先定义 huart1 结构体和 xoff_received 标志位。在 USART1_Init 函数中，将 HwFlowCtl 设置为 UART_HWCONTROL_NONE 禁用硬件流控制。发送数据时，通过 while (xoff_received) 等待直到 xoff_received 为 false。在接收回调函数 HAL_UART_RxCpltCallback 中，检测接收到的字符是否为 XON 或 XOFF，并相应设置 xoff_received 标志位。