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芯片和晶振的主频都会影响波特率

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lvuu|  楼主 | 2024-5-29 14:13 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
芯片和晶振的主频都会影响波特率。波特率(Baud Rate)是指每秒传输的符号数,通常用于表示串行通信的速率。为了确保数据传输的准确性,波特率需要尽可能精确地匹配。在实际应用中,允许波特率有一定的偏差,但这个偏差必须在通信双方都能接受的范围内,否则会导致通信错误。

波特率与晶振频率的关系

在串行通信中,波特率通常由芯片内部的定时器或波特率发生器生成。这个生成过程依赖于芯片的主频(通常由外部晶振提供)。具体来说,波特率是通过以下公式计算的:

\[ \text{波特率} = \frac{\text{主频}}{\text{分频系数}} \]

主频是芯片运行的频率,分频系数是一个用于调节波特率的参数。

允许的波特率偏差

不同设备和通信协议对波特率的偏差容忍度不同。通常情况下,波特率的允许偏差范围在 \(\pm 2\%\) 到 \(\pm 5\%\) 之间。例如,对于UART串口通信,偏差一般要求在 \(\pm 2\%\) 以内。

确保波特率准确的方法

1. 使用精确的晶振:选择高精度的晶振,以减少主频误差。晶振的精度通常用ppm(百万分之一)表示,例如,20ppm的晶振在1MHz时的误差为20Hz。

2. 调节分频系数:根据晶振频率选择合适的分频系数,以获得最接近目标波特率的值。某些微控制器支持小数分频,可以更精确地调整波特率。

3. 硬件自动波特率检测:一些现代串口设备支持自动波特率检测功能,可以根据接收信号自动调整波特率。

4. 使用锁相环(PLL):某些微控制器内部集成了锁相环,可以通过锁相环倍频后得到更高的频率,从而实现更高精度的波特率。



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沙发
lvuu|  楼主 | 2024-6-28 14:13 | 只看该作者
实践步骤

1. 确定目标波特率:根据通信要求确定所需的波特率,例如9600bps、115200bps等。

2. 选择合适的晶振:根据目标波特率选择合适的晶振频率。例如,对于常用的波特率9600bps,可以选择11.0592MHz的晶振,这样可以得到精确的波特率。

3. **计算分频系数**:使用公式计算所需的分频系数,并检查是否在芯片支持的范围内。例如,对于11.0592MHz的晶振,目标波特率为9600bps时,分频系数为1152。

4. 编程设置:在编写固件时,设置相应的寄存器值,以配置定时器或波特率发生器的分频系数。

5. 测试与验证:通过实际通信测试,验证波特率的准确性和通信的稳定性。如果有误差,可以尝试微调分频系数或更换更高精度的晶振。

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板凳
lvuu|  楼主 | 2024-6-28 14:14 | 只看该作者
假设使用一个8MHz的晶振,目标波特率是9600bps:

\[ \text{分频系数} = \frac{8000000}{9600} = 833.33 \]

实际硬件中,分频系数通常只能取整数值,因此需要选择最接近的整数分频系数。如果芯片支持小数分频,可以得到更精确的波特率。

上述方法,可以有效控制波特率的偏差

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地板
kepe| | 2024-7-31 01:08 | 只看该作者
波特率(Baud Rate)是串行通信中每秒传输的符号数,通常用于表示数据传输的速率。为了确保串行通信的准确性,波特率必须尽可能精确地匹配。

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5
AdaMaYun| | 2024-7-31 18:59 | 只看该作者
波特率就是传输速率,肯定与时钟有关系

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6
gaonaiweng| | 2024-8-29 12:06 | 只看该作者
对于常用的波特率9600bps,可以选择11.0592MHz的晶振,这样可以得到精确的波特率。

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7
公羊子丹| | 2025-3-16 07:50 | 只看该作者
这个话题很实用,之前调试串口通信时就遇到过波特率偏差过大的问题,数据经常出错!

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8
周半梅| | 2025-3-16 07:51 | 只看该作者
如果晶振不是标准频率,分频系数就很难调准,这时候用小数分频的MCU会更方便些吧?

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9
帛灿灿| | 2025-3-16 07:54 | 只看该作者
选晶振时是应该优先考虑精度还是成本?有时候高精度晶振价格还是挺贵的。

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10
童雨竹| | 2025-3-16 07:55 | 只看该作者
有些MCU支持自动波特率检测,但好像不是所有协议都兼容,这个功能稳定性如何?

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11
万图| | 2025-3-16 07:56 | 只看该作者
看到你提到PLL,那是不是用PLL锁定主频后,波特率就更稳定了?

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12
Wordsworth| | 2025-3-16 07:57 | 只看该作者
UART的波特率误差要求一般是±2%,但SPI和I2C呢?它们是不是更严格?

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13
Bblythe| | 2025-3-16 07:58 | 只看该作者
有没有什么实用工具可以测试波特率误差?有时候靠计算不太直观。

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14
Pulitzer| | 2025-3-16 07:59 | 只看该作者
之前遇到过晶振漂移导致通信异常,后来换成TCXO(温补晶振)就稳定多了,这种方法怎么样?

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15
Uriah| | 2025-3-16 08:00 | 只看该作者
STM32的F系列和G系列好像都有小数波特率发生器,和整数分频比起来误差小很多。

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Clyde011| | 2025-3-16 08:01 | 只看该作者
串口通信的波特率计算看似简单,实际选晶振和分频时还是挺折腾的,特别是遇到一些非标准波特率!

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