单片机学习：如何计算单片机串口通信的波特率

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。下面以STM32单片机为例，讲解一下串口波特率的计算方法。

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。

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：

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：

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。

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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单片机串口通信的波特率如何计算？看了就明白，以STM32为例

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。下面以STM32单片机为例，讲解一下串口波特率的计算方法。

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。

波特率寄存器

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：

计算公式

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：

表格

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。

代码部分

程序第一步2行：先计算得到USART_DIV，这个就是前面公式的变形；

程序第二步3行：获得USART_DIV的整数部分；

程序第三步4行：获得USART_DIV的小数部分；

程序第四步5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6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7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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