STM32下的波特率和串口外設(shè)時鐘息息相關(guān),USART 1的時鐘來源于APB2,USART 2-5的時鐘來源于APB1。在STM32中,有個波特率寄存器USART_BRR,如下:
STM32串口波特率通過USART_BRR進行設(shè)置,STM32的波特率寄存器支持分?jǐn)?shù)設(shè)置,以提高精確度。USART_BRR的前4位用于表示小數(shù),后12位用于表示整數(shù)。但是它還不是我們想要設(shè)置的波特率,想要設(shè)置我們串口的波特率大小還需要進行計算。其實有關(guān)波特率的計算是下面這一條表達式:
從上面的表達式,我們引入了一個新量USARTDIV,它表示對串口的時鐘源fck進行分頻。假設(shè)我們已知道了波特率和fck時鐘頻率的大小,那么通過上式便可以計算出USARTDIV的具體大小,然后再通過USART的值大小對波特率寄存器進行設(shè)置。
USARTDIV通過上面的表達式得出,是一個帶有小數(shù)的浮點數(shù)(如27.75)。將小數(shù)部分和整數(shù)部分分開,分別得到一個整數(shù)值n(如27)和一個小數(shù)值m(如0.75)。有了這兩個值我們便可以填寫USART_BRR寄存器進而設(shè)置我們串口波特率大小了。
將整數(shù)部分m(27 = 0x1B)直接寫入USART_BRR的后12位部分;將小數(shù)部分n乘以16后得到的整數(shù)值(如0.75 x 16 = 12 = 0xC)寫入USART_BRR前4位部分,最后USART_BRR的值為0x1BC。
注意:如果小數(shù)部分乘以16之后仍帶有小數(shù),則要四舍五入去除小數(shù)部分得到一個新的整數(shù),再將其寫入USART_BRR的前四位。
我們知道串口通信是通過TXD和RXD這兩條線進行通信的,當(dāng)接收器的RXD連接著發(fā)送器的TXD,接收器的TXD連接著發(fā)送器的RXD,接收器和發(fā)送器可以通過RXD和TXD互傳數(shù)據(jù)。當(dāng)接收器檢測到RXD這條線的電平被拉為低電平,立即開始接收發(fā)送器發(fā)送過來的數(shù)據(jù),剛剛那個低電平只是一個告知接收器可以接收數(shù)據(jù)的起始位而已。
在數(shù)據(jù)的傳輸中,信號可能受到一些干擾而產(chǎn)生一些抖動,如下圖。如果接收端只對這些信號數(shù)據(jù)采樣一次,那么它有可能采樣到的是抖動的不準(zhǔn)的數(shù)據(jù),進而使數(shù)據(jù)傳輸不準(zhǔn)確,所以接收端在采樣數(shù)據(jù)線上的數(shù)據(jù),通常都要采樣多次,然后通過比較獲得準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。
前面已經(jīng)說過,USARTDIV,它表示對串口的時鐘源fck進行分頻,而這16表示的正是1bit數(shù)據(jù)的采樣次數(shù)。為什么呢?
將這個表達式的分子分母倒過來,可以得到下面這條表達式
每一位的傳輸時間只有1/TX_baud,這個總時間除以16,所以每采樣一次的時間正好是T1,即新分頻后的周期。而初始的串口時鐘信號來自于APBx,APBx時鐘信號需要經(jīng)過分頻才會等于T1,所以才需要分頻USARTDIV。
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