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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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