STM32单片机串口波特率的计算方法解析

控制/MCU

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描述

1. 什么是波特率

不管是什么单片机,在使用串口通信的时候,有一个非常重要的参数:波特率。什么是波特率:波特率就是每秒传送的字节数。双方在传输数据的过程中,波特率一致,这是通讯成功的基本保障。

2. STM32波特率相关的寄存器

STM32单片机设置波特率的寄存器只有一个:USART_BRR寄存器,如下图所示。

波特率计算

该寄存器的有效位数为16位,前4位用于存放小数部分,后12位用于存放整数部分。将波特率算出来后,数值填入这个波特率就可以了。下面介绍如何计算。

3. 波特率计算方法

STM32的数据手册给出了计算方法,有一个公式,如下图所示:

波特率计算

在这个公式上,共有三个变量,其中两个我们是知道的,Fck和Tx/Rx波特率这两个是已知的,USARTDIV是未知的。通过该公式的描述可以看出如果使用USART1的话,那Fck就是PCLK2=72MHz,否则就是PCLK1=36MHz,Tx/Rx波特率这个参数是已知的。只需要计算出USARTDIV的值赋值给USART_BRR寄存器就可以了。以115200为例,将公式变形后得到:USARTDIV = 72×1000000/(16×115200) = 39.0625。即将39.0625写入USART_BRR即可。

前文说过,USART_BRR的前4位存放小数部分,后12位存放整数部分。

那小数部分DIV_Fraction = 0.0625×16 = 1 = 0x01;

那整数部分DIV_Mantissa = 39 = 0x27;

那USART_BRR = 0X271;

数据手册给我们提供了一张数据表:

波特率计算

在这张数据表上,已经算出了常用的波特率值,我们可以拿来直接用。但是如果我们想把波特率的计算做成一个传参函数的方式,

如:USART_INIT(uint_t 16 Baud),在调用时只需要写USART_INIT(9600),USART_INIT(115200),那程序该怎么写呢?

4. 程序的实现

下面介绍的是寄存器版的程序。

波特率计算

程序第一步45行:先计算得到USART_DIV,这个就是前面公式的变形;

程序第二步46行:获得USART_DIV的整数部分;

程序第三步47行:获得USART_DIV的小数部分;

程序第四步48行:将整数部分左移4位,即存入BRR寄存器的后12位;

程序第五步49行:将整数和小数部分合在一起,即前4位和后12位重新组合;

程序第六步50行:将计算出来的数值赋给BRR寄存器。

这样一个将波特率作为形参的函数就完成了。从以上来看的话,波特率的计算好像也不是很难啊。

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