一個關(guān)于USART傳輸標志TXE/TC 的話題
關(guān)于ST MCU的USART傳輸，經(jīng)常會有人圍繞TXE/TC的使用產(chǎn)生些疑惑，或者因為二者的應用產(chǎn)生些問題。這里抽空稍加整理與大家分享交流下。 一、關(guān)于TXE、TC標志的基本概念和理解 關(guān)于USART傳輸不妨截取一部分框圖看看。其發(fā)送過程如下： 其發(fā)送部分由兩部分組成，一部分是數(shù)據(jù)緩存區(qū)，即發(fā)送數(shù)據(jù)寄存器【TDR】,另一部分是數(shù)據(jù)移位寄存器，即下圖中下方的紅色方框內(nèi)。首先，待發(fā)送的數(shù)據(jù)放進TDR, 然后適時地把TDR中的數(shù)據(jù)拷貝進移位寄存器【transimit shift register】。數(shù)據(jù)從移位寄存器中一位接一位的送到TX線上，直到把移位寄存器里的數(shù)據(jù)全部送出去。完成整個過程后，那個待發(fā)送數(shù)據(jù)才算發(fā)送完畢。
在這個過程中就涉及到2個標志位，一個是TXE位，一個是TC位，在USART_SR寄存器里面。 
芯片復位后，寄存器【USART_SR】的默認值為0x00C0,即【TXE、TC】的默認值為均為1。這里先提下，后面還會提到這個默認值。【很多時候關(guān)注寄存器的默認值是必要的】 TXE表示發(fā)送緩存區(qū)【TDR】是否為空的標志。如果TDR里有暫放數(shù)據(jù)，即其沒空，此時TXE=0。當把TDR里的數(shù)據(jù)COPY到移位寄存器里了且沒放新數(shù)據(jù)進TDR時，TXE=1. 
TC 表示從TDR里過來的數(shù)據(jù)是否全部移到外面的TX線上去了的標志。如果從TDR過來的數(shù)據(jù)全部被移送到TX線而且此時TDR里也沒有新的數(shù)據(jù)，則TC=1。相反，如果剛才從TDR里過來的數(shù)據(jù)還沒有全部移到外面去，或者說雖然之前TDR里的數(shù)據(jù)被移走了，但TDR里又來了新的數(shù)據(jù)，此時TC=0。平常大家把TC稱之為傳輸結(jié)束標志，沒說錯，但有時可能會帶來些誤解，誤解就出在“結(jié)束”這個字眼上。
對于上面的描述，若有人覺得不夠直觀的話，不妨再看看上面的傳輸數(shù)據(jù)流程圖。關(guān)于TXE/TC標志，這里我們可以打個相對生活化的比方，可能不是十分貼切。 假設有一撥人【待發(fā)送的全部數(shù)據(jù)】要去某地去辦事，計劃用車按每波幾個人【每次發(fā)送的數(shù)據(jù)】分批、連續(xù)地送過去。每批一同坐車【進TDR]到中途某地，然后下車上一座獨木橋【移位寄存器】，再列隊從橋上一個個過去后就到目的地【TX腳】了。 TXE=0 對應著車里坐了一車人的時候；【TDR里放有數(shù)據(jù)】 TXE=1 對應著每波人剛下了車并上了獨木橋的時候；【TDR里沒有數(shù)據(jù)】 TC=1 此處，對應著所有要外出的人都過了獨木橋的時候；【所有要發(fā)送的數(shù)據(jù)都送出去了】 TC=0 對應著有人還在橋上，或者有部分人雖然過了橋 但還有人在車上?！颈确酱l(fā)送1024個字節(jié)數(shù)據(jù)，還只是發(fā)送一部分出去的時候?！?關(guān)于TC標志置1。只要滿足從TDR過來的數(shù)據(jù)全部移送到TX腳且此時沒有新數(shù)據(jù)進TDR，TC就置1。 以上面提到的1024個字節(jié)的待傳數(shù)據(jù)來說，不考慮DMA方式的話，你可以有三種實現(xiàn)方式： 1、查詢1024個TC標志來發(fā)送數(shù)據(jù)；【顯然每個字都是發(fā)送結(jié)束后才發(fā)送下一個字?！?2、查詢1023個TXE標志和1個TC標志； 3、查詢1024個TXE標志。 總之，不能哪種方式，能滿足應用要求就行?！旧厦嫣岬降淖囘^橋默認第2種方式】 這里我們不妨看看相同條件下，通過查詢TXE和TC標志不停發(fā)送數(shù)據(jù)的情形，有無差別。假設8位字長，1個STOP位，1個start位，波特率一樣，數(shù)據(jù)始終是0x55。 
下面是同一UART的TX腳分別查詢TXE和TC標志而測得的2路輸出波形。 
顯然兩種情形下，輸出波形是有差異的。輪詢TC標志時，發(fā)現(xiàn)字與字之間多了個近似于1個位的間隔;相比之下，而輪詢TXE就發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)非常連貫。因為查詢TC的話，每次要等到每個字的數(shù)據(jù)全部移出移位寄存器后才去補充下一個數(shù)據(jù)，這樣會導致一個小停頓。 查詢TXE可以及時的補充數(shù)據(jù)，保證傳輸效率；查詢TC可以確切知道數(shù)據(jù)發(fā)送出去的時間點。常常二者配合使用，這樣既保證傳輸?shù)男视旨皶r確切掌握數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束的時間點。二、關(guān)于使用TXE/TC標志使用不當導致的問題。 2.1 發(fā)送數(shù)據(jù)時使用TC標志不當而丟失第一個字的問題。 出現(xiàn)這鐘情況的相關(guān)發(fā)送代碼有個基本特征，先填寫數(shù)據(jù)進TDR，然后查詢TC標志決定是否該更新TDR的數(shù)據(jù)。大致代碼如下： for(i=0; i<N; i++) { USART_SendData(USARTx, TxBuffer[i]); while(USART_GetFlagStatus(USARTx, USART_FLAG_TC) == RESET); } 按照上面代碼，發(fā)送第一個數(shù)據(jù)就可能出問題。前面提到過TC標志在芯片復位后的默認值就是1，對于單數(shù)據(jù)緩沖傳輸來說，如果要清零TC的話，必須依次遵循下面2個步驟【注意“依次”二字】，即先讀SR，再寫DR.
這里的第一個數(shù)據(jù)，是先寫DR后讀SR，不能實現(xiàn)對TC的清零，自然TC為1的初始值沒變。按照代碼指令就立即填寫第2個數(shù)據(jù)進TDR，此時第1個數(shù)據(jù)可能還沒來得及發(fā)送就被覆蓋了。 不過從2次更新數(shù)據(jù)起，每次都滿足先讀SR后寫DR的次序，這樣TC每次都能可靠清零，后面自然不會出現(xiàn)類似第一個字的錯了。 如果你把上面代碼中輪詢TC標志改為TXE標志就沒這個問題。因為每次寫DR都會清零TXE?；蛘咴陂_始傳送代碼前做一次TC清零操作也可以規(guī)避那個問題。 2.2 TXE的不當使用導致最后一個字丟失的問題。 這里說TXE使用不當主要是指該用TC的時候用了TXE標志。其實TC標志的主要作用就是確保每次送到數(shù)據(jù)緩沖器TDR里數(shù)據(jù)全部移送到TX線上去。當發(fā)送一組多數(shù)據(jù)時，最后一個數(shù)據(jù)放人TDR后，建議查詢等待TC=1。尤其是類似如下場合： A:UART發(fā)送完數(shù)據(jù)后 需要禁用UART;B:UART發(fā)送完數(shù)據(jù)后 需要進入休眠狀態(tài)； 上述情況下，當最后一個數(shù)據(jù)放人TDR后，若只是等待TXE=1就行動，那最后一個數(shù)據(jù)可能沒來得及從移位寄存器移出去就會因為外設失能指令或休眠指令掛掉了。如果套用上面的比方，常聽說“過河拆橋”，這里是人家還沒過橋就急于拆橋，悲劇自然就容易發(fā)生了。 STM32/STM8 意法半導體/ST/STM
編輯：admin 最后修改時間：2019-01-03
