【51单片机】波特率

Myth丶恋晨 2022-06-17 09:24 419阅读 0赞

# 一 #

#### 波特率概念 ####

>   (BaudRate)　　模拟线路信号的速率，也称**`调制速率`**，以波形每秒的振荡数来衡量。如果数据不压缩，波特率等于每秒钟传输的数据位数，如果数据进行了压缩，那么每秒钟传输的数据位数通常大于调制速率，使得交换使用波特和比特/秒偶尔会产生错误。　　
> 
>   **`波特率是指数据信号对载波的调制速率`**，它用单位时间内载波调制状态改变的次数来表示，其单位是波特（Baud）。
> 
>    **`波特率与比特率的关系是比特率=波特率X单个调制状态对应的二进制位数。`**　　在信息传输通道中，携带数据信息的信号单元叫码元，**`每秒钟通过信道传输的码元数称为码元传输速率，简称波特率。`**波特率是传输通道频宽的指标。　　
> 
>   **`每秒钟通过信道传输的信息量称为位传输速率，简称比特率。`**比特率表示有效数据的传输速率。

#### 小结： ####

> 波特率也称调制速率
> 
> 每秒通过信道传输的码元数（码元传输速率），通过不同的调制方法可以在一个码元上负载多个比特信息 数据信号对载波的调制速率
> 
> “波特率”表示每秒种传输离散信号事件的个数，或每秒信号电平的变化次数，单位为band（波特）。即波特率所表示的是调制速度，是单位时间内传输线路上调制状态的变化数。
> 
> 调制后同一时间里所包含的数据数量，波特率不同的话数据采集会出错，在单片机中若晶振采集速度不够的话也会出现数据错误

# 二 #

51单片机波特率计算的公式和方法：

51单片机芯片的串口可以工作在几个不同的工作模式下，其工作模式的设置就是使用SCON 寄存器。它的各个位的具体定义如下：
                    SM0 SM1 SM2 REN TB8 RB8 TI RI
    SM0、SM1 为串行口工作模式设置位，这样两位可以对应进行四种模式的设置。串行口工作模式设置。

![这里写图片描述][SouthEast]

波特率在使用串口做通讯时，一个很重要的参数就是波特率，只有上下位机的波特率一样时才可以进行正常通讯。波特率是指串行端口每秒内可以传输的波特位数。这里所指的波特率，如标准9600不是每秒种可以传送9600个字节，而是指每秒可以传送9600 个二进位，而一个字节要8 个二进位，如用串口模式1来传输那么加上起始位和停止位，每个数据字节就要占用10 个二进位，9600 波特率用模式1 传输时，每秒传输的字节数是9600÷10＝960字节。

51芯片的串口工作模式0的波特率是固定的，为fosc/12，以一个12M的晶振来计算，那么它的波特率可以达到1M。模式2的波特率是固定在fosc/64 或fosc/32，具体用那一种就取决于PCON寄存器中的SMOD位，如SMOD 为0，波特率为focs/64,SMOD 为1，波特率为focs/32。

模式1和模式3的波特率是可变的，取决于定时器1或2（52芯片）的溢出速率，就是说定时器1每溢出一次，串口发送一次数据。那么我们怎么去计算这两个模式的波特率设置时相关的寄存器的值呢？可以用以下的公式去计算。

![这里写图片描述][SouthEast 1]

上式中如设置了PCON寄存器中的SMOD位为1时就可以把波特率提升2倍。通常会使用定时器1工作在定时器工作模式2下，这时定时值中的TL1做为计数，TH1做为自动重装值，这个定时模式下，定时器溢出后，TH1的值会自动装载到TL1，再次开始计数，这样可以不用软件去干预，使得定时更准确。在这个定时模式2下定时器1溢出速率的计算公式如下：

溢出速率＝（计数速率）/(256－TH1初值)
    溢出速率＝fosc/[12*(256-TH1初值)]

上式中的“计数速率”与所使用的晶体振荡器频率有关，在51 芯片中定时器启动后会在每一个机器周期使定时寄存器TH 的值增加一，一个机器周期等于十二个振荡周期，所以可以得知51芯片的计数速率为晶体振荡器频率的1/12，一个12M 的晶振用在51芯片上，那么51的计数速率就为1M。通常用11.0592M 晶体是为了得到标准的无误差的波特率，那么为何呢？计算一下就知道了。如我们要得到9600 的波特率，晶振为11.0592M 和12M，定时器1 为模式2，SMOD 设为1，分别看看那所要求的TH1 为何值。代入公式：

11.0592M
                   9600＝(2÷32)×((11.0592M/12)/(256-TH1))
                   TH1＝250
    
                   12M
                   9600＝(2÷32)×((12M/12)/(256-TH1))
                   TH1≈249.49

上面的计算可以看出使用12M晶体的时候计算出来的TH1不为整数，而TH1的值只能取整数，这样它就会有一定的误差存在不能产生精确的9600 波特率。当然一定的误差是可以在使用中被接受的，就算使用11.0592M 的晶体振荡器也会因晶体本身所存在的误差使波特率产生误差，但晶体本身的误差对波特率的影响是十分之小的，可以忽略不计。

# 三 #

![这里写图片描述][SouthEast 2]  
![这里写图片描述][SouthEast 3]  
![这里写图片描述][SouthEast 4]  
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![这里写图片描述][SouthEast 11]

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