2.4.3 波特率的计算与串行口初始化

1．波特率的计算

在串行通信中，收发双方的波特率必须保持一致。通过软件可设定串行口的 4 种工作方式，并确定每种方式的波特率。

（1）方式0的波特率是固定的，为单片机晶振频率fosc的1/12，即BR= fosc/12。如fosc =6MHz，则波特率为500kbps；如fosc =12MHz，则波特率为1Mbps。

（2）方式2的波特率也是固定的，且有两种。一种是晶振频率的1/32，另一种是晶振频率的1/64，即fosc/32和fosc /64。如用公式表示为

式中，SMOD为特殊功能寄存器PCON串行口波特率系数的控制位；SMOD=1表示波特率加倍。

注意：PCON不能使用位寻址，只能对其进行字节操作。

例如，在 12MHz 晶振系统中，若 SMOD＝0，则波特率＝187.5kbps；SMOD＝1，则波特率=375kbps。

（3）方式1和方式3的波特率是可变的，其波特率由定时器1的计数溢出（对80C52来说，也可使用定时器2的计数溢出）决定，公式为

式中，定时器1溢出率计算公式为

各种方式波特率的计算公式参见表2-4。

表中，若SMOD=0，则K=1；若SMOD=1，则K=2。

通常使用单片机的串行口时，选用的晶振频率fosc比较固定（一般为6MHz、12MHz、11.0592MHz）。单片机和微机通信时，选用的波特率也相对固定。

在实际使用中，经常根据已知波特率和时钟频率来计算定时器 T1 的初值。为方便使用，常用的波特率和初值X间的关系可列成表2-5。

其中，有三点需要注意：

① 表 2-5 中仅为一些特定系统串口通信时的典型数据，对于其他一些未列出的波特率，通过前述公式进行计算获取。并可进行相关参数调整，以获得需求的波特率。

② 在使用的时钟振荡频率为 12MHz 或 6MHz 时，表中初值 X 和相应的波特率之间有一定误差。例如，FDH的对应的理论值是10416波特（时钟振荡频率为6MHz时），与9600波特相差816波特，消除误差可以通过调整时钟振荡频率fosc来实现。例如，采用的时钟振荡频率为 11.0592MHz，换言之，在要求串行通信的系统中，为保证串行通信准确，一般使用11.0592MHz的晶振。

③ 如果串行通信选用很低的波特率，可将定时器 T1 设置为方式 1 定时。但 T1 溢出时，需要在中断服务程序中重新装入初值。中断响应时间和执行指令时间也会使波特率产生一定的误差，可用改变初值的方法加以适当调整。

2．串行通信的校验

异步通信时可能会出现帧格式错、超时错等传输错误。在具有串行口的单片机的开发中，应考虑在通信过程中对数据差错进行校验，因为差错校验是保证准确无误通信的关键。常用的差错校验方法有奇偶校验（80C51系列单片机编程采用此法）、和校验及循环冗余码校验。

1）奇偶校验

在发送数据时，数据位尾随的一位数据为奇偶校验位（1 或 0）。当设置为奇校验时，数据中1的个数与校验位1的个数之和应为奇数；当设置为偶校验时，数据中1的个数与校验位中 1 的个数之和应为偶数。接收时，接收方应具有与发送方一致的差错检验设置，当接收一个字符时，对1的个数进行校验，若二者不一致，则说明数据传送出现了差错。

奇偶校验是按字符校验，数据传输速度将受到影响。这种特点使得它一般只用于异步串行通信中。

2）和校验

和校验是指发送方将所发送的数据块求和（字节数求和），并产生一个字节的校验字符（校验和）附加到数据块末尾。接收方接收数据时也是先对数据块求和，将所得结果与发送方的校验和进行比较，相符则无差错，否则即出现了差错。这种和校验的特点无法检验出字节位序的错误。

3）循环冗余码校验

这种校验是对一个数据块校验一次。例如，对磁盘信息的访问、ROM 或 RAM 存储区的完整性等的检验。这种方法广泛应用于串行通信方式。

3．串行口初始化

在使用单片机串行口之前，应对其进行编程初始化，主要是设置产生波特率的定时器1、串行口控制和中断控制。具体步骤如下：

（1）确定定时器l的工作方式——编程TMOD寄存器。

（2）计算定时器l的初值——装载THl、TLl。

（3）启动定时器1——编程TCON中的TRl位。

（4）确定串行口的控制——编程SCON。 7wOV8x90KdCBvT0cx7gVAAmBzDK3vJH2YGYrzn/m+LQ2vO8gQl7qKVNuR1BKSYil