8.2.4 工作模式
USART除可以工作在异步模式下外，还可以工作在同步、多处理器通信、智能卡、IrDA SIR ENDEC、LIN、硬件流控、半双工等模式下。其中，USART1、USART2、USART3是通用同步异步收发器，USART4、USART5为通用异步收发器。这些USART支持的工作模式如表8.2所示，下面介绍其中常用的几种。
表8.2 USART支持的工作模式
（1）同步模式。
USART可以以同步模式工作，向控制寄存器CR2的CLKEN位写入1可开启同步模式。同步模式下，由主设备产生同步时钟信号，所有从设备在同步时钟信号下工作。例如，主设备数据在TX引脚输出的同时，发送器时钟从SCLK引脚输出，从设备在该时钟信号下接收数据，但在数据包的起始位和停止位SCLK引脚上无时钟脉冲。同步模式硬件连接如图8.7所示。
（2）多处理器通信模式。
图8.7 同步模式硬件连接
USART实现多处理器通信的方法是设置USART为主设备，它的TX引脚输出和其他USART从设备的RX引脚输入连接。USART所有从设备的TX引脚按照逻辑与在一起，并且和主设备的RX引脚相连接。在多处理器配置中，只有被寻址的接收端才被激活，以接收随后的数据，这样就可以减少由未被寻址的接收端的参与带来的多余的USART服务开销。未被寻址的设备可启用其静默功能，置于静默模式。
（3）智能卡模式。
USART支持智能卡，能实现ISO 7816-3规范，其硬件连接如图8.8所示。数据帧格式的数据位为9位；停止位接收时0.5位，发送时可为1.5位；可配置1位奇偶校验位。
（4）IrDA SIR ENDEC模式。(https://www.daowen.com)
IrDA SIR ENDEC模式用于红外线通信场合，其硬件连接如图8.9所示。IrDA SIR ENDEC物理层规定使用反相归零调制方案，该方案用一个红外线脉冲代表逻辑0，其时序如图8.10所示。
图8.8 智能卡模式硬件连接
图8.9 IrDA SIR ENDEC模式硬件连接
图8.10 反相归零调制方案时序
SIR发送编码器对从USART输出的NRZ（非归零）比特流进行调制，发送逻辑把0作为高电平发送，把1作为低电平发送。脉冲的宽度规定为正常模式时位周期的3/16，输出脉冲流被传输到外部，输出驱动器和红外LED。
SIR接收解码器对来自红外接收器的归零比特流进行解调，接收逻辑把高电平解释为1，把低电平解释为0，并将接收到的NRZ串行比特流输出到USART。
IrDA是半双工通信协议，最大位速率为115 200 bit/s，正常模式下采用3/16位周期，低功耗模式下，时钟频率范围是1.42～2.12 MHz。
（5）LIN模式。
LIN是一种串行网络协议，它主要用于汽车上各个模块之间的通信。LIN的拓扑结构为单线总线，应用了单一主机多从机的理念。由于物理层限制，一个LIN网络最多可以连接16个节点，典型应用一般都在12个节点以下，主机节点有且只有一个，从机节点有1～15个。LIN模式下，USART通过设置控制寄存器CR2的LINEN位来选择。
