复旦微FM33 MCU 底层开发指南——UART

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本系列基于复旦微FM33LC0系列MCU的DataSheet编写，提供基于寄存器开发指南、应用技巧、注意事项等

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复旦微FM33 MCU 底层开发指南------总集篇

本文章最后更新日期：2026/04/13

文章目录

[0 前言](#0 前言)
[1 概述](#1 概述)
[2 时钟结构](#2 时钟结构)
- [2.1 UART0 / UART1](#2.1 UART0 / UART1)
- [2.2 UART4 / UART5](#2.2 UART4 / UART5)
- [2.3 注意事项](#2.3 注意事项)
- - [2.3.1 UART工作时钟必须大于波特率的16倍](#2.3.1 UART工作时钟必须大于波特率的16倍)
[3 IO端口配置](#3 IO端口配置)
[4 波特率发生](#4 波特率发生)
[5 帧结构](#5 帧结构)
[6 功能描述](#6 功能描述)
- [6.1 接收超时](#6.1 接收超时)
- - [6.1.1 功能描述](#6.1.1 功能描述)
  - [6.1.2 相关寄存器](#6.1.2 相关寄存器)
- [6.2 发送延时](#6.2 发送延时)
- - [6.2.1 功能描述](#6.2.1 功能描述)
  - [6.2.2 相关寄存器](#6.2.2 相关寄存器)
- [6.3 数据发送](#6.3 数据发送)
- - [6.3.1 外设结构](#6.3.1 外设结构)
  - [6.3.2 数据的单次发送](#6.3.2 数据的单次发送)
  - [6.3.3 数据的连续发送](#6.3.3 数据的连续发送)
  - [6.3.4 使用DMA的数据发送](#6.3.4 使用DMA的数据发送)
  - [6.3.5 相关寄存器](#6.3.5 相关寄存器)
- [6.4 数据接收](#6.4 数据接收)
- - [6.4.1 外设结构](#6.4.1 外设结构)
  - [6.4.2 数据的单次接收](#6.4.2 数据的单次接收)
  - [6.4.3 数据的连续接收](#6.4.3 数据的连续接收)
  - [6.4.4 错误处理](#6.4.4 错误处理)
  - [6.4.5 使用DMA的数据接收](#6.4.5 使用DMA的数据接收)
  - [6.4.6 使用DMA和超时中断实现不定长数组接收](#6.4.6 使用DMA和超时中断实现不定长数组接收)
  - [6.4.7 使用DMA和软件超时判断实现不定长数组接收](#6.4.7 使用DMA和软件超时判断实现不定长数组接收)
  - [6.4.8 相关寄存器](#6.4.8 相关寄存器)
- [6.5 红外调制](#6.5 红外调制)
- - [6.5.1 功能说明](#6.5.1 功能说明)
  - [6.5.2 寄存器](#6.5.2 寄存器)

1 概述

FM33LC0共有4个UART，分别是UART0、UART1、UART4、UART5。

从上图可以看出，UART4和UART5不支持接收超时功能，这也就意味着其没有接收中断，这在不定长的数据接收应用中会受到一定影响。

2 时钟结构

2.1 UART0 / UART1

UART0、UART1的时钟源可以选择APB1总线时钟，RCMFPSC（分频后的中频RC振荡器）、RCHF（高频RC振荡器）和SYSCLK（系统时钟）。

值得注意的是，UART0/1外设使用了双时钟结构。如果想修改其寄存器，则必须使能APB时钟。UART0/1外设在接收和发送过程中使用的时钟则可以选择其它的时钟来源，但由于寄存器修改的需要，应保证APBCLK时钟也是使能的。

手册对UART0/1外设双时钟结构的相关描述如下图所示：

UART0/1外设总线时钟 的使能在RCC->PCLKCR3寄存器中配置。

UART0/1外设工作时钟 的使能和选择在RCC->OPCCR1寄存器中配置。

2.2 UART4 / UART5

而UART4/5是挂载在APB2总线下的，其时钟来源不可以被修改。

手册对UART4/5时钟结构的描述如下图所示：

UART4/5外设总线时钟 的使能在RCC->PCLKCR3寄存器中。

UART4/5外设工作时钟不需要再额外配置。

2.3 注意事项

2.3.1 UART工作时钟必须大于波特率的16倍

手册的相关描述如下：

这是因为UART外设对输入信号进行了16倍过采样，以提高抗干扰能力。手册描述如下：

3 IO端口配置

FM33LC0 UART外设相关的引脚如下图所示：

UART属于数字外设，因此在使用UART外设时，应合理配置对应的GPIO寄存器。

配置RCC->PCLKCR1的PAD_PCE寄存器，使能GPIO总线时钟
配置对应的GPIO->FCR寄存器，使串口引脚为数字功能
配置对应的GPIO->DFS寄存器，使串口引脚为对应的数字功能
配置对应的GPIO->ODEN寄存器，关闭对应引脚的开漏使能
配置对应的GPIO->INEN寄存器，打开RX引脚的输入使能，关闭TX引脚的输入使能
配置对应的GPIO->PUEN寄存器，根据需求开启对应引脚的上拉使能

通过修改UARTx->CSR控制状态寄存器的IOSWAP位，可以交换TX和RX引脚

4 波特率发生

控制UART波特率的寄存器为UARTx->BGR寄存器

注：SPBGR的有效值为15------65535，当小于15时，SPBGR=15。

波特率的计算公式为： B a u d = F C L K / ( S P B R G + 1 ) { Baud = F_{CLK} / (SPBRG+1)} Baud=FCLK/(SPBRG+1)

其中， F C L K {F_{CLK}} FCLK是UART外设的工作时钟，对于 UART4 和 UART5， F C L K {F_{CLK}} FCLK就是 APBCLK；对于 UART0 和 UART1， F C L K {F_{CLK}} FCLK可以是独立于 APBCLK 的工作时钟。

常用系统时钟下，UART不同波特率对应的(SPBRG+1)值如下表所示：

5 帧结构

起始位：固定1bit

数据位：6-9bit

校验位：0-1bit

停止位：1-2bit，仅对发送帧格式有效

结束位、数据位和校验位的配置在UARTx->CSR控制状态寄存器中配置。

UARTx->CSR控制状态寄存器也可以配置大小端、收发数据的极性。

6 功能描述

6.1 接收超时

6.1.1 功能描述

接收超时功能的一种应用场景，就是接收不定长的串口数据。

在这种应用场景下，接收超时可以搭配接收中断或DMA一起使用。

6.1.2 相关寄存器

UARTx->CSR 控制状态寄存器

UARTx->IER 中断使能寄存器

UARTx->ISR 中断标志寄存器

UARTx->TODR 超时和延迟寄存器

6.2 发送延时

6.2.1 功能描述

6.2.2 相关寄存器

UARTx->TODR 超时和延迟寄存器

6.3 数据发送

6.3.1 外设结构

在UART的结构框图中，可以看到两个和发送相关的框图：发送缓冲区和发送移位寄存器，这里需要重点说明一下。

在发送一次发送的过程中：

总线向发送缓冲区TXBUF写入数据
发送缓冲区将数据写入到发送移位寄存器中，发送缓冲区被清空
发送移位寄存器将数据发到TX端口

这也就意味着，当发送缓冲区清空之后，数据在移位寄存器中，并没有完成发送。

所以UART提供了两种中断标志，只有当TXSE置位的时候，才代表TXBUF的所有数据完成了发送。而如果没有等待TXSE置位就关掉了串口，则TXBUF的数据可能没有被正确的发送。

通过手册提供的时序图可以更清晰的帮助理解。在这个例子中，软件首先写入了TXBUF，然后置位了发送使能命令；等待波特率时钟的第一个上升沿后，TXBUF的内容全部进入到移位寄存器中，并置位TXBE标志；此时移位寄存器开始发送数据到TX引脚；当移位寄存器完成所有bit的发送后，TXSE置位。

6.3.2 数据的单次发送

针对上述的时序图，推荐的操作步骤如下：

也可以先置位TXEN，再写入TXBUF，时序图如下：

6.3.3 数据的连续发送

如果想要连续的发送数据，就需要在移位寄存器发送完成之前，再向TXBUF中写入新的数据。下面这个例子展示了在TXBE标志置位的时候向TXBUF写入新的数据，可以实现连续的数据发送。

在第一次写入TXBUF时，由于移位寄存器是空的，所以在第一个波特率时钟上升沿时，TXBUF的数据就会写入移位寄存器，并触发TXBE标志；在TXBE置位时向TXBUF写入新的数据，TXBUF的数据会阻塞，直到移位寄存器的数据完成发送。

6.3.4 使用DMA的数据发送

配置对应的DMA通道，选择为相应的UARTx_TX通道
配置DMA->CHxMAD寄存器，指定缓冲区指针
配置DMA->CHxCR寄存器，指定地址递增递减、通道优先级、传输长度、传输带宽、中断等
配置对应的DMA通道使能
配置UART模块参数，如波特率、数据位等
根据需求，配置UART->CSR寄存器，使能DMA发送结束中断
配置UART发送使能
如果使能了DMA发送结束中断，则在发送完成后进入UART中断

6.3.5 相关寄存器

UARTx->CSR 控制状态寄存器

UARTx->IER 中断使能寄存器

UARTx->ISR 中断标志寄存器

UARTx->TXBUF 发送缓冲寄存器

6.4 数据接收

6.4.1 外设结构

和发送的结构一样，接收也有接收移位寄存器和接收缓冲区的结构。

不同的是，其只有接收缓冲区满标志，而没有移位寄存器空的标志。手册没有写，笔者认为原因是：

在发送过程中，软件向TXBUF写入，在TXBUF的数据转移到移位寄存器后，就会置位 发送缓冲区空 标志，使能中断的话就会进入中断服务函数。此时移位寄存器正在发出数据，如果此时软件认为已经发送完成而关闭了UART外设，就会导致数据无法发出，因此必须有 发送移位寄存器空 的标志，来表明数据确实已经发送完成。
在接收过程中，软件从RXBUF读取数据，在移位寄存器接收到数据后，就会自动向RXBUF写入。因此只要移位寄存器里面有数据，且帧格式正确，那么其一定会向RXBUF写入，并触发 接收缓冲区满 标志，使能中断的话就会进入中断服务函数。因此不需要特别设置 接收移位寄存器空 的标志。