在嵌入式系统开发中，串行通信（Serial Communication）是一种非常常见且基础的通信方式，尤其是在与PC、传感器、显示屏或其他微控制器进行数据交换时。STM32微控制器系列提供了强大的USART（通用同步/异步收发器）和UART（通用异步收发器）外设来实现这种通信。要实现高效、可靠的串口通信，仅仅配置好波特率、数据位、停止位和校验位是远远不够的。开发者必须深入理解并熟练运用USART的状态寄存器（SR - Status Register）中的各个标志位（Flag）。这些标志位就像是串口的“状态指示灯”，实时地向我们报告其内部的工作状态和发生的事件。本文将详细介绍STM32中USART的各个关键标志位，帮助你更好地掌控串口通信。
1. USART_FLAG_TXE: 发送数据寄存器空标志
含义: 这是串口发送过程中最核心的标志位之一。它指示USART的发送数据寄存器（TDR - Transmit Data Register）是否为空。TDR是一个缓冲区，CPU将要发送的数据写入这里，然后由硬件自动将数据从TDR转移到发送移位寄存器（Shift Register），再逐位发送出去。
SET: TDR为空，意味着上一个字节已经从TDR转移到移位寄存器，CPU可以安全地向USART_DR（数据寄存器，访问它实际上就是访问TDR或RDR）写入下一个待发送的数据。RESET: TDR不为空，表示TDR中仍存放着待发送或正在发送的数据，此时不应写入新数据，否则可能会覆盖旧数据。
应用场景: 在轮询方式发送数据时，通常需要在一个循环中不断检查TXE标志，确认其为SET后，再将下一个字节写入数据寄存器。这确保了数据的连续发送。
2. USART_FLAG_TC: 传输完成标志
含义: 这个标志位指示一个完整的数据帧（包括数据位、校验位和停止位）已经从发送移位寄存器完全发送出去。它不仅意味着TDR为空，还意味着发送移位寄存器也已空，并且停止位已经发送完毕。
SET: 整个数据帧（从起始位到停止位）已成功发送到物理引脚。RESET: 数据发送尚未完成或正在进行中。
应用场景: TC标志对于需要在完整发送一帧数据后执行特定操作的场景至关重要。例如，在协议通信中，可能需要在发送完一个命令包后切换到接收模式等待响应；或者在多包连续发送时，需要等待前一包完全发送完毕再发送下一包；亦或是在发送完成后进入低功耗模式。
3. USART_FLAG_RXNE: 接收数据寄存器非空标志
含义: 这是串口接收过程中最常用的标志位。它指示USART的接收数据寄存器（RDR - Receive Data Register）中是否包含了一个已接收并准备就绪的数据字节。
SET: RDR中有数据，可以安全地从USART_DR读取这个字节。RESET: RDR为空，没有新的数据可供读取。
注意: 读取USART_DR寄存器会自动清除RXNE标志位。因此，在中断服务程序（ISR）中，通常会先检查RXNE标志，如果为SET，则立即从USART_DR读取数据，这一步操作同时也就清除了标志。
应用场景: 在轮询或中断方式接收数据时，都需要检查RXNE标志。在中断方式下，当检测到接收数据时，硬件会触发RXNE中断，开发者在中断服务程序中读取数据即可。
4. USART_FLAG_IDLE: 空闲线路检测标志
含义: 当USART在接收完一个字符后，如果接收线路（RX线）持续保持“空闲”（逻辑高电平）状态的时间达到或超过一个完整的字符传输时间（包括数据位、校验位和停止位），该标志位就会被置位。这通常表示数据传输的间隙或一帧数据的结束。
SET: 检测到线路空闲，意味着上一包数据可能已接收完毕。RESET: 线路不处于空闲状态，正在接收数据或处于非空闲状态。
应用场景: IDLE标志非常适合用于接收不定长数据包。当一包数据发送完毕，线路会进入空闲状态，触发IDLE中断。开发者可以在IDLE中断服务程序中，将之前通过RXNE中断收集到的数据作为一个完整的包进行处理，而无需预先知道包的长度。
5. 错误标志位
STM32的USART还提供了一系列错误标志位，用于指示接收过程中可能发生的异常情况。及时检查和处理这些错误对于保证通信的可靠性非常重要。
USART_FLAG_ORE(OverRun Error - 溢出错误): 当RDR中已有数据（RXNE为SET）时，如果接收移位寄存器又完成了下一个字节的接收，就会发生溢出。这通常是因为CPU未能及时读取RDR中的数据。读取USART_SR寄存器再读取USART_DR寄存器会清除ORE标志。USART_FLAG_NE(Noise Error - 噪声错误): 在接收过程中检测到线路噪声（例如在停止位期间检测到非预期的低电平）。读取USART_SR寄存器会清除NE标志。USART_FLAG_FE(Framing Error - 帧错误): 接收一个字符时，没有检测到预期的停止位（即停止位期间为低电平）。读取USART_SR寄存器会清除FE标志。USART_FLAG_PE(Parity Error - 奇偶校验错误): 在使能奇偶校验的情况下，接收到的数据奇偶校验失败。读取USART_SR寄存器会清除PE标志。
处理: 在中断服务程序中，除了处理RXNE，也应检查这些错误标志。如果发现错误，可以根据需要记录错误信息、丢弃当前接收的数据或采取其他恢复措施。
其他标志位
USART_FLAG_CTS(Clear To Send): 用于硬件流控制，指示CTS输入引脚状态是否改变。注意UART4和UART5不支持此功能。USART_FLAG_LBD(LIN Break Detection): 用于LIN通信模式，指示检测到LIN间断字符。
关于时钟配置的注意事项
在进行STM32开发时，正确的时钟配置是系统正常工作的前提。如果你的硬件板上的外部高速晶振（HSE）由标准库默认的25MHz改为了8MHz，那么必须相应地修改标准库中的时钟配置参数，否则系统时钟、外设时钟以及波特率等都会计算错误。
- 修改
system_stm32f4xx.c文件: 在该文件中找到#define PLLM 25，将其修改为#define PLLM 8。PLLM是主PLL的预分频系数，它根据HSE频率来计算。 - 修改
stm32f4xx.h文件: 在该文件中找到#define HSE_VALUE 25000000，将其修改为#define HSE_VALUE 8000000。HSE_VALUE定义了外部高速晶振的频率值，库函数会使用这个值来计算各种时钟。
完成这两个修改后，重新编译项目，系统时钟树才会按照8MHz的外部晶振进行正确的配置。
总结
STM32 USART的这些状态标志位是实现精确、可靠串口通信的基石。通过轮询或中断的方式检查这些标志位，开发者可以精确地控制数据的发送时机、及时获取接收的数据、检测并处理通信错误，以及高效地管理不定长数据包的接收。深入理解每个标志位的含义和触发条件，并将其恰当地应用到你的代码中，是掌握STM32串口通信的关键一步。同时，不要忘记根据实际硬件配置（如外部晶振频率）正确设置时钟系统。
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