摘要：傳統(tǒng)方法設(shè)計(jì)單片機(jī)串行口波特率時(shí)，往往要使用特殊頻率的晶振。本文在分析mcs-51單片機(jī)串行口工作原理的基礎(chǔ)上，提出基于12mhz晶振的單片機(jī)系統(tǒng)，通過(guò)編程實(shí)現(xiàn)所需波特率的插值調(diào)整設(shè)計(jì)方法。 關(guān)鍵詞：單片機(jī) 串行口 波特率 調(diào)整 引言 單片機(jī)在當(dāng)今的儀表及工業(yè)測(cè)控設(shè)備上應(yīng)用相當(dāng)廣泛，在構(gòu)成分布式系統(tǒng)進(jìn)行較長(zhǎng)距離數(shù)據(jù)通信或是要求用有限的硬件資源進(jìn)行數(shù)據(jù)交換時(shí)，都要用到串行口。也正是串行口使得mcs-51單片機(jī)增色不少，成為單片機(jī)開(kāi)發(fā)應(yīng)用中不可缺少的部分。 1 mcs-51單片機(jī)串行口工作原理 mcs-51單片機(jī)串行口采用異步通信方式。異步通信方式是以字為單位來(lái)傳送數(shù)據(jù)的。每一個(gè)字由起始位、數(shù)字位、奇偶檢驗(yàn)位、停止位等構(gòu)成，稱(chēng)為一幀，如圖1所示。在幀格式中，一個(gè)字由起始位開(kāi)始，至停止位結(jié)束。起始位為0，用來(lái)通知接收端一個(gè)新的字開(kāi)始到來(lái)，同時(shí)，起始位還被用作接收端的同步時(shí)鐘，以保證后面的接收能正確進(jìn)行。起始位后是5～8位數(shù)據(jù)，接著是奇偶校驗(yàn)位（可省略），最后是停止位。停止位為1。

下面以單片機(jī)串行口工作方式3為例說(shuō)明其工作原理。串口在發(fā)送時(shí)，內(nèi)部有一個(gè)16（當(dāng)smod=1時(shí)）分頻計(jì)數(shù)器，用于計(jì)算t1的溢出。當(dāng)16分頻計(jì)數(shù)器每次滿(mǎn)度翻轉(zhuǎn)時(shí)（由全1變?nèi)?）的那個(gè)機(jī)器周期，即把1位寫(xiě)入“sbuf”中的數(shù)據(jù)送到txd口上。 圖2為接收時(shí)序圖。在接收時(shí)，接收器在每一個(gè)接收時(shí)鐘的上升沿（t1的溢出信號(hào)）采樣接收數(shù)據(jù)線(xiàn)rxd。當(dāng)發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)負(fù)跳變時(shí)，16分頻計(jì)數(shù)器就立刻復(fù)位，以使計(jì)數(shù)器滿(mǎn)度翻轉(zhuǎn)的刻度恰好與輸入位的邊沿對(duì)準(zhǔn)。在以后的接收里，16分頻計(jì)數(shù)器計(jì)算t1的溢出，每滿(mǎn)度翻轉(zhuǎn)1次就接收1位數(shù)據(jù)。在計(jì)數(shù)器第7、8、9狀態(tài)時(shí)，所對(duì)應(yīng)的t1溢出作為位檢測(cè)采樣控制脈沖。每個(gè)脈沖控制位檢測(cè)器對(duì)rxd端口采樣1次，這3個(gè)脈沖理論上對(duì)應(yīng)于每一位的中央段，采樣的結(jié)果按三中取二法確定rxd的值，以抑制干擾。如果所接收的第一位不是0，說(shuō)明不是一幀數(shù)據(jù)的起始位，該位被摒棄，接收電路復(fù)位，等待下一個(gè)負(fù)跳變。 參看串口接收脈沖時(shí)序圖，若所接收的數(shù)據(jù)與接收終端自身的波特率設(shè)置有差異，即在接收起始位時(shí)，由于起始位的同步作用，7、8、9三個(gè)位采樣檢測(cè)脈沖處在該數(shù)據(jù)位的中斷。隨著接收的進(jìn)行，檢測(cè)采樣脈沖將逐步偏離接收數(shù)據(jù)的中央，在接收停止位時(shí)偏移達(dá)到最大值。但由于下一幀起始接收停止位時(shí)偏移達(dá)到最大值。但由于一幀起始位的同步作用，致使前面累積的誤差對(duì)以后的接收不影響。因此只要這種偏移在允許范圍內(nèi)就不至于發(fā)生錯(cuò)位或漏碼。由分析可知，當(dāng)檢測(cè)時(shí)鐘脈沖對(duì)于接收數(shù)據(jù)的累積誤差達(dá)50%，則采樣的最后一位數(shù)據(jù)已處于檢測(cè)時(shí)鐘有效與無(wú)效的臨界狀態(tài)，這時(shí)就可能出錯(cuò)�？紤]到器件的離散性，累積誤差不應(yīng)大于標(biāo)準(zhǔn)值的25%。因此，對(duì)于常用的9位和11位一幀的串行傳輸，通常規(guī)定其最大的波特率允許誤差分別為2.8%和2.3%。

2 波特率傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法 mcs-51單片機(jī)串行口波特率的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)，通常是把定時(shí)器t1置于工作方式2（8位自動(dòng)重裝定時(shí)初值方式）。這樣，只要給t1裝入初值，啟動(dòng)t1便會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的溢出，串行口工作方式1、3的波特率計(jì)算公式為 整理后，得到定時(shí)器t1在相應(yīng)波特率時(shí)的初裝值： 式中：smod-波特率倍增位；fosc-振蕩頻率；x-定時(shí)器初值 若用戶(hù)板采用的是常用的12 mhz晶振，即有許多常見(jiàn)的波特率由式（2）算得x值非整數(shù)。此，常見(jiàn)的參