整理：MilerShao

關于ST MCU的USART傳輸，經常會有人圍繞TXE/TC的使用產生些疑惑，或者因為二者的應用產生些問題。這里本人抽空稍加整理與大家分享交流下。 

一、關于TXE、TC標志的基本概念和理解

 關于USART傳輸不妨截取一部分框圖看看。其發送過程如下：

    其發送部分由兩部分組成，一部分是數據緩存區，即TDR,另一部分是數據移位寄存器，即下圖中下方的紅色方框內。首先，待發送的數據放進數據緩存區，即TDR, 然后適時地把TDR中的數據拷貝進移位寄存器【transimit shift register】。數據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據全部送出去。完成整個過程后，那個待發送數據才算發送完畢。


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。【很多時候關注寄存器的默認值是必要的】

TXE表示發送緩存區【TDR】是否為空的標志。如果TDR里有暫放數據，即其沒空，此時TXE=0。當把TDR里的數據COPY到移位寄存器里了且沒放新數據進TDR時，TXE=1.
 

TC 表示從TDR里過來的數據是否全部移到外面的TX線上去了的標志。如果從TDR過來的數據全部被移送到TX線而且此時TDR里也沒有新的數據，則TC=1。相反，如果剛才從TDR里過來的數據還沒有全部移到外面去，或者說雖然之前TDR里的數據被移走了，但TDR里又來了新的數據，此時TC=0。平常大家把TC稱之為傳輸結束標志，沒說錯，但有時可能會帶來些誤解，誤解就出在“結束”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據流程圖。關于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【待發送的全部數據】要去某地去辦事，計劃用車按每波幾個人【每次發送的數據】分批、連續地送過去。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=1 對應著車里坐了一車人的時候；【TDR里放有數據】

 TXE=0對應著每波人剛下了車并上了獨木橋的時候；【TDR里沒有數據】

 TC=1 此處，對應著所有要外出的人都過了獨木橋的時候；【所有要發送的數據都送出去了】

 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。【比方待發送1024個字節數據，還只是發送一部分出去的時候。】

 關于TC標志置1要避免一個誤解，并不是說一定要等到想發送的所有數據全部發送完畢后才會置1。其實，只要滿足從TDR過了的數據全部移送到TX腳且此時沒有新數據進TDR，TC就置1。借用上面的比方，只要上了車的人一定負責送過獨木橋，但如果前面車上的人都過了橋而后續的是空車，就算結束一次傳送任務。如果還有人想過坐車過橋，那得開啟新的任務單。

以上面提到的1024個字節的待傳數據來說，不考慮DMA方式的話，你可以有三種實現方式：

1、查詢1024個TC標志來發送數據；【顯然每個字都是發送結束后才發送下一個字。】

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。【上面提到的坐車過橋默認第2種方式】

這里我們不妨看看相同條件下，通過查詢TXE和TC標志不停發送數據的情形，有無差別。假設8位字長，1個STOP位，1個start位，波特率一樣，數據始終是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。

               Figure 1  (polling TXE)

            Figure 2   (polling  TC)

顯然兩種情形下，輸出波形是有差異的。輪詢TC標志時，發現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就發現數據非常連貫。因為查詢TC的話，每次要等到每個字的數據全部移出移位寄存器后才去補充下一個數據，這樣會導致一個小停頓。

查詢TXE可以及時的補充數據，保證傳輸效率；查詢TC可以確切知道數據發送出去的時間點。常常二者配合使用，這樣既保證傳輸的效率又及時確切掌握數據傳輸結束的時間點。

二、關于使用TXE/TC標志使用不當導致的問題。

2.1 發送數據時使用TC標志不當而丟失第一個字的問題。

出現這鐘情況的相關發送代碼有個基本特征，先填寫數據進TDR，然后查詢TC標志決定是否該更新TDR的數據。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，發送第一個數據就可能出問題。

前面提到過TC標志在芯片復位后的默認值就是1，對于單數據緩沖傳輸來說，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.
 

這里的第一個數據，是先寫DR后讀SR，不能實現對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個數據進TDR，此時第1個數據可能還沒來得及發送就被覆蓋了。

不過從2次更新數據起，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TX。或者在開始傳送代碼前做一次TC清零操作也可以規避那個問題。

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據緩沖器TDR里數據全部移送到TX線上去。當發送一組多數據時，最后一個數據放人TDR后，建議查詢等待TC=1。尤其是類似如下場合：

A:UART發送完數據后 需要禁用UART;

B:UART發送完數據后 需要進入休眠狀態；

上述情況下，當最后一個數據放人TDR后，若只是等待TXE=1就行動，那最后一個數據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，悲劇自然就容易發生了。