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      晶振對波特率的影響到底有多大?讓你見識見識

      發布時間:2014-12-25 責任編輯:echolady

      【導讀】單片機中的晶振在整個內部電路中發揮著重要的作用,電路配合晶振的運行能夠產生單片機所需的時鐘頻率。可以說,一切指令都是建立在時鐘頻率的基礎上,那么,晶振與波特率又有什么關系呢?兩者之間影響到底有多大呢?

      在串行通信中,MCS—51串口可約定四種工作方式。其中,方式0和方式2的波特率是固定的,而方式1和方式3的波特率是可變的,由定時器T1的溢出率決定。

      波特率是指串行端口每秒內可以傳輸的波特位數。這里所指的波特率,如標準9600不是每秒種可以傳送9600個字節,而是指每秒可以傳送9600個二進位,而一個字節要8個二進位,如用串口模式1來傳輸,那么加上起始位和停止位,每個數據字節就要占用10個二進位,9600波特率用模式1傳輸時,每秒傳輸的字節數是9600÷10=960字節。

      晶振對波特率的影響到底有多大?讓你見識見識
      圖1
       
      方式0和方式2的波特率

      方式0的波特率是固定的,為fosc/12,以一個12M 的晶振來計算,那么它的波特率可以達到1M。

      方式2的波特率是固定在fosc/64 或fosc/32,具體用那一種就取決于PCON 寄存器中的SMOD位,如SMOD 為0,波特率為focs/64,SMOD 為1,波特率為focs/32。

      方式1和方式3的波特率

      模式1和模式3的波特率是可變的,取決于定時器1或2(對于52芯片)的溢出速率,就是說定時器1每溢出一次,串口發送一次數據。可以用以下的公式去計算:
      晶振對波特率的影響到底有多大?讓你見識見識
      上式中如設置了PCON寄存器中的SMOD位為1時就可以把波特率提升2倍。通常會使用定時器1工作在定時器工作模式2下,這時定時值中的TL1做為計 數,TH1做為自動重裝值,這個定時模式下,定時器溢出后,TH1的值會自動裝載到TL1,再次開始計數,這樣可以不用軟件去干預,使得定時更準確。在這個定時模式2下定時器1溢出速率的計算公式如下:

      溢出速率=(計數速率)/(256-TH1初值)

      溢出速率=fosc/[12*(256-TH1初值)

      上式中的“計數速率”與所使用的晶體振蕩器頻率有關,在51 芯片中定時器啟動后會在每一個機器周期使定時寄存器TH的值加1,一個機器周期等于十二個振蕩周期,所以可以得知51芯片的計數速率為晶體振蕩器頻率的1/12,一個12M 的晶振用在51芯片上,那么51的計數速率就為1M。通常用11.0592M 晶體是為了得到標準的無誤差的波特率,那么為何呢?計算一下就知道了。如我們要得到9600 的波特率,晶振為11.0592M 和12M,定時器1 為模式2,SMOD 設為1,分別看看那所要求的TH1 為何值。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

      上面的計算可以看出使用12M晶體的時候計算出來的TH1不為整數,而TH1的值只能取整數,這樣它就會有一定的誤差存在不能產生精確的9600波特率。當然一定的誤差是可以在使用中被接受的,就算使用11.0592M 的晶體振蕩器也會因晶體本身所存在的誤差使波特率產生誤差,但晶體本身的誤差對波特率的影響是十分之小的,可以忽略不計。

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