串行通信波特率的一种自动检测方法
(哈尔滨工业大学控制工程系150001) 任贵勇屈彦成王常虹
摘要：给出了一种利用接收到的字符信息检测串行终端通信波特率的方法。此方法简单、可靠、易行，并给出了实现这种检测方法的伪代码。
关键词：自动检测；波特率
串行通信是终端和主机之间的主要通信方式，通信波特率一般选择1800、4800、9600和 19200等。终端的类型有很多种，其通信速率也有很多种选择。主机怎样确定终端的通信速率呢？本文给出了一种简单、易行的方法：设定主机的接收波特率（以9600波特为例），终端发送一个特定的字符（以回车符为例），主机根据接收到的字符信息就可以确定终端的通信波特率。本文对这种方法予以详述。
1 基本方法
回车符的ASCII值为0x0D。串行通信时附加一个起始位和终止位，位的传输顺序一般是先传低位再传高位。此时回车符的二进制表示方式为：
图1 回车符的位序列
串行通信中一个二进制位的传输时间（记为T）取决于通信的波特率，9600波特时一个二进制位的传输时间是19200波特时一个二进制位传输时间的两倍，即：2*T19200=T 9600。因此，9600波特时一个位的传输时间，19200波特时可以传输两个位。同样地，9600波特传输两个位的时间在4800波特时只能传送一个位。主机设定接收波特率为9600，终端只有也以9600波特发送的字符，主机才能正确地接收。发送波特率高于或低于9600都会使主机接收到的字符发生错误。接收波特率为9600，终端以不同的波特率发送回车符时，主机接收到的二进制序列如表1所示。
从表1中可以看出，除了19200和1800波特时两种特例情况，其他情形的二进制序列都是 9600波特时二进制序列的变换。取前十个二进制位与9600波特时的二进制位相对应。忽略缺少停止位‘1’引发的数据帧错误，把接收到的字符表示成字节方式（如表1的最右列所示）。例如：在发送速率为1200波特，接收速率为9600波特时，主机得到的字节是0x80，而不是正确的回车符0x0D。因为在不同的发送速率下（9600，4800，2400，1200）得到的字节不同，所以通过接收字符的判定就可以确定发送波特率。
发送波特率为19200时，其发送速度正好是接收速度（9600波特）的两倍，因此发送端的两个二进制位会被接收端看作一个。取决于不同的串行接口硬件，‘01’和‘10’这两种二进制位组合可能被认为是‘1’或者‘0’。幸运的是，只有0～4位存在这样的歧义问题，后面的位因为都是停止位，所以都是‘1’。因此，发送速率为19200波特时接收到的字符其高半个字节为0xF。低半个字节可能是多个值中的一个，但不会是0x0，因为0x0D中有相邻的两个‘1’，这就会至少在低半个字节中产生一个‘1’。因此，整个字节的形式为0xF?，且低半个字节不为0。
表1 不同波特率下的二进制序列
发送速率为1800波特时，因为
T1800=T9600*16/3，
而16/3不是整数，接收端二进制位的状态转换时刻和9600波特不一一对应，引起在接收端的一个位接收周期内有状态发生变化的可能。表1中给出的第六个位（表示为x）就是这种情况。因为x有可能被看作‘1’，也有可能被看作‘0’，所以发送速率为1800波特时接收到的字节可能是0xE0或者0xF0。波特率为3600和7200时也有同样的问题，也可以采用同样的方法，但不确定的位数会增加，需要检测的字节种类也会更多。3600波特和7200波特的传输速率几乎不采用，因此这个问题并不严重。只要发送波特率在1200～19200之间，我们都可以通过接收到的一个字符对此波特率进行唯一的判定。
2 低波特率的检测
当发送速率低于1200波特时，接收端收到的字节都是0x00，因此只能确定其速率低于12 00波特，而不可能再得到更多的信息。为了解决这个问题，可以在9600波特的速率下继续接收下一个字节信息。发送速率为600波特或更低时，一个位的发送时间要大于9600波特时整个字节的接收时间。因此，发送端每一个从‘1’（终止位）到‘0’（起始位）的跳变都会让接收端认为一个新的字节开始了。表2所示为600波特或更低的传输速率时接收端回车符的二进制序列（只给出开始的一些位）。
表2 低波特率回车符的接收方式
600波特时，第一个从‘1’到‘0’的跳变在初始化以后即刻发生。这个跳变让接收端得到字节0x00。第二个跳变在初始化(16+16)*T9600秒以后发生，这会让接收端认为另外一个字节开始接收了。一个二进制位的接收时间是T9600，所以串行接口电路会在第一个跳变以后10* T9600秒提示第一个字节接收完毕，
在(16+16+10)* T96 00秒以后提示第二个字节接收完毕。因此600波特时，第一个字节接收完毕和第二个字节接收完毕的时间差是(16+16+10-10)* T9600=32* T9600秒。表2的第三列所示是把这个时间差以T9600的个数表示。因为T9600=1/9600秒=104.16毫秒，相乘可以得到两个字节接收完毕的实时间差。不同发送波特率的时间差如表2的最后一列所示。有了这个时间差信息，就可以确定低传输速率时的波特率了：测定第一个和第二个字节的接收时间差，然后在时间差常数表（表2）里查出哪个波特率下的时间差与之最相近，对应的就是终端发送波特率。即使测定的时间差有些误差，一般也可以正确地确定波特率。
3 实现方式
通过以上分析，各种波特率都可以通过回车符的发送和接收信息来测定，算法实现的伪代码在本文
的最后给出。应用实践证明了这种方法的有效性。
; Pseudo code to determine what baud rate a transmitter is at,
on the b asis of a single
; RETURN (0x0D) character received from it.
Initialise receive baud rate to 9600
Wait for Byte to be received
IF Byte = 0x00 THEN
Start Timer
REPEAT
UNTIL (Timer > 50 ms OR New Byte Received)
CASE Timer IN
1 ms-4 ms: 600 Baud
5 ms-10 ms: 300 Baud
11 ms-15 ms: 150 Baud
16 ms-22 ms: 110 Baud
23 ms-32 ms: 75 Baud
33 ms-49 ms: 50 Baud
ELSE: Timed out; reset
END CASE;
ELSIF Byte >= 0xF1 THEN
19200 Baud
ELSE
CASE Byte IN
0x0D: 9600 Baud
0xE6: 4800 Baud
0x78: 2400 Baud
0xE0,0xF0: 1800 Baud
0x80: 1200 Baud
ELSE: Line noise; reset
END CASE
END IF■
参考文献：
［1］赵依军等. 单片微机接口技术［M］.北京：人民邮电出版社，1989. ［2］刘利. 软硬件技术参考大全［M］.北京：学苑出版社，1993.
［3］张世一. 数字信号处理［M］. 北京：北京工业学院出版社，1987.
51单片机串口通信及波特率设置 MCS-51单片机具有一个全双工的串行通信接口，能同时进行发送和接收。它可以作为UART（通用异步接收和发送器）使用，也可以作为同步的移位寄存器使用。 1. 数据缓冲寄存器SBUF SBUF是可以直接寻址的专用寄存器。物理上，它对应着两个寄存器，即一个发送寄存器一个接收寄存器，CPU写SBUF就是修改发送寄存器；读SBUF就是读接收寄存器。接收器是双缓冲的，以避免在接收下一帧数据之前，CPU未能及时的响应接收器的中断，没有把上一帧的数据读走而产生两帧数据重叠的问题。对于发送器，为了保持最大的传输速率，一般不需要双缓冲，因为发送时CPU是主动的，不会产生重叠问题。 2. 状态控制寄存器SCON SCON是一个逐位定义的8位寄存器，用于控制串行通信的方式选择、接收和发送，指示串口的状态，SCON即可以字节寻址也可以位寻址，字节地址98H，地址位为98H~9FH。它的各个位定义如下： MSB LSB SM0 SM1 SM2 REN TB8 RB8 TI RI SM0和SM1是串口的工作方式选择位，2个选择位对应4种工作方式，如下表，其中Fosc是振荡器的频率。 SM0 SM1 工作方式功能波特率 0 0 0 8位同步移位寄存器Fosc/12 0 1 1 10位UART 可变 1 0 2 11位UART Fosc/64或Fosc/32 1 1 3 11位UART 可变 SM2在工作方式2和3中是多机通信的使能位。在工作方式0中，SM2必须为0。在工作方式1中，若SM2=1且没有接收到有效的停止位，则接收中断标志位RI不会被激活。在工作方式2和3中若SM2=1且接收到的第9位数据（RB8）为0，则接收中断标志RB8不会被激活，若接收到的第9位数据（RB8）为1，则RI置位。此功能可用于多处理机通信。 REN为允许串行接收位，由软件置位或清除。置位时允许串行接收，清除时禁止串行接收。 TB8是工作方式2和3要发送的第9位数据。在许多通信协议中该位是奇偶位，可以按需要由软件置位或清除。在多处理机通信中，该位用于表示是地址帧还是数据帧。 RB8是工作方式2和3中接收到的第9位数据（例如是奇偶位或者地址/数据标识位），在工作方式1中若SM2=0，则RB8是已接收的停止位。在工作方式0中RB8不使用。 TI 为发送中断标志位，由硬件置位，软件清除。工作方式0中在发送第8位末尾由硬件置位；在其他工作方式时，在发送停止位开始时由硬件置位。TI=1时，申请中断。CPU 响应中断后，发送下一帧数据。在任何工作方式中都必须由软件清除TI。 RI为接收中断标志位，由硬件置位，软件清除。工作方式0中在接收第8位末尾由硬件置位；在其他工作方式时，在接收停止位的中间由硬件置位。RI=1时，申请中断，要求CPU取走数据。但在工作方式1中，SM2=1且未接收到有效的停止位时，不会对RI置位。在任何工作方式中都必须由软件清除RI。 系统复位时，SCON的所有位都被清除。 控制寄存器PCON也是一个逐位定义的8位寄存器，目前仅仅有几位有定义，如下所示：MSB LSB
8051的串口波特率的计算 1、方式0的波特率，固定为晶振频率的十二分之一。 2、方式2的波特率，取决于PCON寄存器的SMOD位。PCON是一个特殊的寄 存器，吹了最高位SMOD位，其他位都是虚设的。计算方法如下： SMOD=0，波特率为晶振的1/64; SMOD=1，波特率为晶振的1/32. 3、方式1与方式3的波特率都是由定时器的溢出率决定的。 公式为： BR=(2SOMD/32)*(定时器TI的溢出率) 通常情况下，我们使用定时器的方式2，即比率发生器，自动重载计数常数。 溢出的周期为： T=（256-X）*12/fosc 溢出率为溢出周期的倒数，即 T1=1/T 所以： 式中：SMOD是所选的方式，fosc是晶振频率。X是初始值。 51单片机模拟串口波特率计算方法 1.计算波特率位间隔时间（即定时时间，其实就是波特率的倒数） 位间隔时间（us）=10(6)(us)/波特率（bps）
2.计算机单片机指令周期： 指令周期（us）=12/晶振频率（Mhz） 补充问题：做串口通信时，为什么要把晶振频率设为11.0592，为什么要把波特率设为9600? 先说波特率。波特率从300到115200都可以，甚至更高或更低。一般规范的波特率都是3的倍数，比如9600、19200、38400；但是并不是一定的，波特率也可以是10000或者10001、10002，只要你的设备能产生符合这个要求的频率，尤其是自己用时，波特率都是很随意的，没有限制。只是多数时候为了和电脑配合，波特率才规范为固定的几个值，且为了传输稳定，用9600。 用11.0592晶振的原因是51单片机的定时器导致的。通常用11.0592M晶振是为了得到标准的无误差的波特率。举例说来，如我们要得到的9600的波特率，晶振为11.0592M和12M，定制器1为2SMOD设为1，分别看看那所求的TH1为何值。代入公式： 11.0592M 9600=（2/32）*((11.0592M/12)(256-TH1)) TH 1=250 12M 9600=（2/32）*((12M/12)(256-TH1)) TH1=249.49
MSP430波特率的计算 给定一个BRCLK时钟源，波特率用来决定需要分频的因子N： N = fBRCLK/Baudrate 分频因子N通常是非整数值，因此至少一个分频器和一个调制阶段用来尽可能的接近N。 如果N等于或大于16，可以设置UCOS16选择oversampling baud Rate模式注：Round()：指四舍五入。 Low-Frequency Baud Rate Mode Setting 在low-frequency mode，整数部分的因子可以由预分频实现： UCBRx = INT(N) 小数部分的因子可以用下列标称公式通过调制器实现： UCBRSx = round( ( N –INT(N) ) × 8 ) 增加或减少UCBRSx一个计数设置，对于任何给定的位可能得到一个较低的最高比特误码率。如果确定是这样的情况UCBRSx设置的每一位必须执行一个精确的错误计算。 例1：1048576Hz频率下驱动以115200波特率异步通讯 ACLK = REFO = ~32768Hz, MCLK = SMCLK = default DCO = 32 x ACLK = 1048576Hz。 N = fBRCLK/Baudrate = 1048576/115200 = ~9.10 UCBRx = INT(N) = INT(9.10) = 9 UCBRSx = round( ( N –INT(N) )×8 ) = round( ( 9.10 –9) × 8 )=round(0.8 )=1 UCA0CTL1 |= UCSSEL_2;// 选SMCLK为时钟 UCAxBR0 = 9; UCAxBR1 = 0; UCAxMCTL = 0x02;//7-4:UCBRFx,3-1:UCBRSx,0:UCOS16 UCBRSx 为寄存器UCAxMCTL的1-3位，所以写入0x02(00000010) 例2：32768Hz频率下驱动以2400波特率异步通ACLK = REFO = ~32768Hz, MCLK = SMCLK = DCO ~1.045MHz N = fBRCLK/Baudrate = 32768/2400 = ~13.65 UCBRx = INT(N) = INT(13.65) = 13 UCBRSx = round( ( N –INT(N) )×8 ) = round( ( 13.65 –13) × 8 )=round(5.2)=5 UCA0CTL1 |= UCSSEL_1; // 选ACLK为时钟 UCAxBR0 = 13;UCAxBR1 = 0 ; UCAxMCTL = 0x0A;//7-4:UCBRFx,3-1:UCBRSx,0:UCOS16 UCBRSx为寄存器UCAxMCTL的1-3位，所以写入0x0A(00001010) Oversampling Baud Rate Mode Setting 在oversampling mode 与分频器设置如下:
第7章PIC18FXX2串行口及串行通信技术 ?教学目标 串行通信基本知识 串行口及应用 PIC18FXX2与PC机间通信软件的设计
本章知识点概要 ? 1.什么是串行通信，串行通信有什么优点？ ? 2.串行通信协议 ? 3.什么是波特率？ ? 4.PIC18FXX2中的串行口工作方式及应用 ? 5.PIC18FXX2点对点通信 ?针对PIC18FXX2串行口而言，概括为以下问题： 1、波特率设计，初始化SPBRG 2、设定通信协议（工作方式选择，SYNC） 3、如何启动PIC18FXX2接收、发送数据？ 4、如何检查数据是否接收或发送完毕？
7.1 7.1 串行通信基本知识串行通信基本知识 ?在实际工作中，计算机的CPU 与外部设备之间常常要进行信息交换，一台计算机与其他计算机之间也要交换信息，所有这些信息交换均可称为通信。 ?通信方式有两种，即并行通信和串行通信。 ?采用哪种通信方式?----通常根据信息传送的距离决定例如，PC 机与外部设备（如打印机等）通信时，如果距离小于30 m ，可采用并行通信方式；当距离大于30 m 时，则要采用串行通信方式。PIC18FXX2单片机具有并行和串行二种基本通信方式。
并行通信 ?并行通信是指数据的各 位同时进行传送（发送 或接收）的通信方式。 ?优点：传送速度快； ?缺点：数据有多少位， 就需要多少根传送线。 ?例如，右图PIC18FXX2 单片机与外部设备之间 的数据传送就属于并行 通信。
串行通信 ?串行通信是指数据一位(bit)一位按顺序传送的通信方式。?优点：只需一对传输线（利用电话线就可作为传输线），大大降低了传送成本，特别适用于远距离通信； ?缺点：传送速度较低。假设并行传送N位数据所需时间为T，那么串行传送的时间至少为N*T，实际上总是大于N*T。 接收设备发送设备 D2 D1 D0 D3 D7 D6 D5 D4
串口通讯—传输速率与传输距离 1.波特率 在串行通信中，用“波特率”来描述数据的传输速率。所谓波特率，即每秒钟传送的二进制位数，其单位为bps（bits per second）。它是衡量串行数据速度快慢的重要指标。有时也用“位周期”来表示传输速率，位周期是波特率的倒数。国际上规定了一个标准波特率系列：110、300、600、1200、1800、2400、4800、9600、14.4Kbps、19.2Kbps、28.8Kbps、33.6Kbps、56Kbps。例如：9600bps，指每秒传送9600位，包含字符的数位和其它必须的数位，如奇偶校验位等。大多数串行接口电路的接收波特率和发送波特率可以分别设置，但接收方的接收波特率必须与发送方的发送波特率相同。通信线上所传输的字符数据（代码）是逐为位传送的，1个字符由若干位组成，因此每秒钟所传输的字符数（字符速率）和波特率是两种概念。在串行通信中，所说的传输速率是指波特率，而不是指字符速率，它们两者的关系是：假如在异步串行通信中，传送一个字符，包括12位（其中有一个起始位，8个数据位，2 个停止位），其传输速率是1200b/s，每秒所能传送的字符数是1200/(1+8+1+2)=100个。 2.发送／接收时钟 在串行传输过程中，二进制数据序列是以数字信号波形的形式出现的，如何对这些数字波形定时发送出去或接收进来，以及如何对发／收双方之间的数据传输进行同步控制的问题就引出了发送／接收时钟的应用。 在发送数据时，发送器在发送时钟（下降沿）作用下将发送移位寄存器的数据按串行移位输出；在接收数据时，接收器在接收时钟（上升盐）作用下对来自通信线上串行数据，按位串行移入移位寄存器。可见，发送／接收时钟是对数字波形的每一位进行移位操作，因此，从这个意义上来讲，发送／接收时钟又可叫做移位始终脉冲。另外，从数据传输过程中，收方进行同步检测的角度来看，接收时钟成为收方保证正确接收数据的重要工具。为此，接收器采用比波特率更高频率的时钟来提高定位采样的分辨能力和抗干扰能力。 3. 波特率因子 在波特率指定后，输入移位寄存器/输出移位寄存器在接收时钟/发送时钟控制下，按指定的波特率速度进行移位。一般几个时钟脉冲移位一次。要求：接收时钟/发送时钟是波特率的16、32或64倍。波特率因子就是发送／接收1个数据（1个数据位）所需要的时钟脉冲个数，其单位是个／位。如波特率因子为16，则16个时钟脉冲移位1次。例：波特率=9600bps，波特率因子=32，则接收时钟和发送时钟频率=9600×32=297200Hz。 4.传输距离 串行通信中，数据位信号流在信号线上传输时，要引起畸变，畸变的大小与以下因素有关： 波特率——信号线的特征（频带范围）
STM32单片机的串口通信波特率计算方法 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
第6章单片机串行通信系统习题解答 一、填空题 1．在串行通信中，把每秒中传送的二进制数的位数叫波特率。 2．当SCON中的M0M1=10时，表示串口工作于方式 2 ，波特率为 fosc/32或fosc/64 。 3．SCON中的REN=1表示允许接收。 4．PCON 中的SMOD=1表示波特率翻倍。 5．SCON中的TI=1表示串行口发送中断请求。 6．MCS-51单片机串行通信时，先发送低位，后发送高位。 7．MCS-51单片机方式2串行通信时，一帧信息位数为 11 位。 8．设T1工作于定时方式2，作波特率发生器，时钟频率为，SMOD=0，波特率为时，T1的初值为 FAH 。 9．MCS-51单片机串行通信时，通常用指令 MOV SBUF,A 启动串行发送。 10．MCS-51单片机串行方式0通信时，数据从引脚发送/接收。 二、简答题 1．串行口设有几个控制寄存器它们的作用是什么 答：串行口设有2个控制寄存器，串行控制寄存器SCON和电源控制寄存器PCON。其中PCON中只有的SMOD与串行口的波特率有关。在SCON中各位的作用见下表： 2．MCS-51单片机串行口有几种工作方式各自的特点是什么 答：有4种工作方式。各自的特点为：
3．MCS-51单片机串行口各种工作方式的波特率如何设置，怎样计算定时器的初值 答：串行口各种工作方式的波特率设置： 工作方式O ：波特率固定不变，它与系统的振荡频率fosc 的大小有关，其值为fosc/12。 工作方式1和方式3：波特率是可变的，波特率=（2SMOD/32）×定时器T1的溢出率 工作方式2：波特率有两种固定值。 当SM0D=1时，波特率=（2SM0D/64）×fosc=fosc/32 当SM0D=0时，波特率=（2SM0D/64）×fosc=fosc/64 计算定时器的初值计算： 4．若fosc = 6MHz ，波特率为2400波特，设SMOD =1，则定时/计数器T1的计数初值为多少并进行初始化编程。 答：根据公式 N=256-2SMOD ×fosc /（2400×32×12）= ≈243 =F3H TXDA: MOV TMOD,#20H ;置T1定时器工作方式2 MOV TL1,#0F3H ;置T1计数初值. MOV TH1,#0F3H B f B f N OSC SMOD OSC SMOD ??-=???-=384225612322256
单片机与PC机串行通信中波特率的确定 关键字：单片机 PC机串行通信波特率 1 单片机异步通信口的特点及波特率的选定 MSC51系列单片机有一个全双工的异步通信口，他利用其RXD和TXD与外界进行通信，其内部有2个物理上完全独立的接收、发送缓冲器SBUF，可同时发送和接收数据。异步串行通信发送和接收数据的速率与移位脉冲同步。一般用51系列的T1定时器作为波特率发生器，T1的溢出率经二分频(或不分频)后又经十六分频作为串行发送或接收的移位脉冲，移位脉冲的速率即波特率。单片机的异步通信波特率与串行口的工作方式、主振频率Fosc及定时器T1的工作方式有关。一般通信中使T1工作于方式2(可重装时间常数方式)，若Fosc取6 MHz，则波特率的计算公式如下： 其中：SMOD是可编程的(即PCON的第8位)，由此公式计算出的波特率是不标准的波特率。? 2 PC机异步通信口及其波特率的设置 由于UART(通用异步接收/发送器)的产品型号很多，PC机和XT机都采用的是INS8250芯片， AT机采用的是NSI16450芯片，他们二者是兼容的。因此这里以8250芯片为例来说明PC机异步通信波特率的设定方法。PC机中有2个异步通信口，一个是COM1，其端口地址范围是3F8H~3 FFH，另一个是COM2，其端口地址是2F8H~2FFH。其与MODEM配合可以实现远距离通信。其波特率是标准波特率50~9 600 b/s。 8250内部有10个寄存器端口，其中有一个除数锁存器，可以通过编程除数的大小来确定异步通信的波特率。8250使用的频率是1843 2 MHz的基准时钟输入信号，所以必须用分频的方法产生所需要的波特率(移位脉冲)。除数锁存器的值必须在8250初始化时设置，即把通信线路控制器的最高位(DLAB)置1，然后分两次把除数锁存器的高8位和低8位分别写入端口地址3F8H和3F9H(COM1)，8250传送或接收串行数据时使用的时钟信号的频率是数据传输波特率的16倍，即波特率=16×除数/1 843 200。由此公式可以计算出几种标准波特率与除数的对应值如下：对应于波特率为1 200 b/s的除数锁存器的低8位值为60H;对应于波特率为2 400 b/s的除数锁存器低8位的值为30H;对应于波特率为4 800 b/s的除数锁存器低8位的值为18H;对应于波特率为9 600 b/s的除数锁存器低8位的值为0CH。 3 用PC机的汇编语言设计的串行通信程序中波特率的设定 PC机的ROM BIOS串行通信管理程序为14H号中断处理程序，他可支持DTE与DCE间的通信，也能支持两个DTE间用MODEM连接方式的RS232C接口通信。BIOS串行通信管理程序的功能是：串行口初始化、发送数据字符、接收数据字符和取串行口状态。他是利用查询方式来实现数据字符的接收和发送，但当查询超时一定时间后就不再继续查询，而认为是线路故障或对方未准备好，并通过返回参数中的超时标志来表示操作失败。 BIOS INT 14H的中断功能调用的入口和出口参数如下： 例如要设计用COM1来发送字符，波特率为1200 b/s，8 个数据位，1个停止位，采用查询方式无效验位，则初始化程序如下： 4 利用Turbo C编写的PC机通信程序中波特率的设定 Turbo C函数库中提供了专门的调用BIOS串行软中断的函数Bioscom(int cmd，char byte，int pure)，其中：参数cmd用来设置通信类型，cmd=0，初始化串行口pure;cmd=1，发送一个字符;cmd=2，接收一个字符;cmd=3返回串口当前状态。参数byte用来确定串行口的异步
51单片机波特率计算的公式和方法 51单片机芯片的串口可以工作在几个不同的工作模式下，其工作模式的设置就是使用SCON寄存器。它的各个位的具体定义如下： SM0SM1SM2REN TB8RB8TI RI SM0、SM1为串行口工作模式设置位，这样两位可以对应进行四种模式的设置。串行口工作模式设置。 波特率在使用串口做通讯时，一个很重要的参数就是波特率，只有上下位机的波特率一样时才可以进行正常通讯。波特率是指串行端口每秒内可以传输的波特位数。这里所指的波特率，如标准9600不是每秒种可以传送9600个字节，而是指每秒可以传送9600个二进位，而一个字节要8个二进位，如用串口模式1来传输那么加上起始位和停止位，每个数据字节就要占用10个二进位，9600波特率用模式1传输时，每秒传输的字节数是9600÷10＝960字节。 51芯片的串口工作模式0的波特率是固定的，为fosc/12，以一个12M的晶振来计算，那么它的波特率可以达到1M。模式2的波特率是固定在fosc/64或fosc/32，具体用那一种就取决于PCON寄存器中的SMOD位，如SMOD为0，波特率为focs/64,SMOD为1，波特率为focs/32。 模式1和模式3的波特率是可变的，取决于定时器1或2（52芯片）的溢出速率，就是说定时器1每溢出一次，串口发送一次数据。那么我们怎么去计算这两个模式的波特率设置时相关的寄存器的值呢？可以用以下的公式去计算。
上式中如设置了PCON寄存器中的SMOD位为1时就可以把波特率提升2倍。通常会使用定时器1工作在定时器工作模式2下，这时定时值中的TL1做为计数，TH1做为自动重装值，这个定时模式下，定时器溢出后，TH1的值会自动装载到TL1，再次开始计数，这样可以不用软件去干预，使得定时更准确。在这个定时模式2下定时器1溢出速率的计算公式如下： 溢出速率＝（计数速率）/(256－TH1初值) 溢出速率＝fosc/[12*(256-TH1初值)] 上式中的“计数速率”与所使用的晶体振荡器频率有关，在51芯片中定时器启动后会在每一个机器周期使定时寄存器TH的值增加一，一个机器周期等于十二个振荡周期，所以可以得知51芯片的计数速率为晶体振荡器频率的1/12，一个12M的晶振用在51芯片上，那么51的计数速率就为1M。通常用11.0592M 晶体是为了得到标准的无误差的波特率，那么为何呢？计算一下就知道了。如我们要得到9600的波特率，晶振为11.0592M和12M，定时器1为模式2，SMOD 设为1，分别看看那所要求的TH1为何值。代入公式： 11.0592M 9600＝(2÷32)×((11.0592M/12)/(256-TH1)) TH1＝250
MCS-51单片机串行口工作方式与波特率计算举例 1）方式0 方式0是外接串行移位寄存器方式。工作时，数据从RXD串行地输入/输出，TXD 输出移位脉冲，使外部的移位寄存器移位。波特率固定为fosc/12（即，TXD每机器周期输出一个同位脉冲时，RXD接收或发送一位数据）。每当发送或接收完一个字节，硬件置TI=1或RI=1，申请中断，但必须用软件清除中断标志。 实际应用在串行I/O口与并行I/O口之间的转换。 2）方式1 方式1是点对点的通信方式。8位异步串行通信口，TXD为发送端，RXD为 接收端。一帧为10位，1位起始位、8位数据位（先低后高）、1位停止位。波特率由T1或T2的溢出率确定。 在发送或接收到一帧数据后，硬件置TI=1或RI=1，向CPU申请中断；但必须用软件清除中断标志，否则，下一帧数据无法发送或接收。 （1）发送：CPU执行一条写SBUF指令，启动了串行口发送，同时将1写入 输出移位寄存器的第9位。发送起始位后，在每个移位脉冲的作用下，输出移位寄存器右移一位，左边移入0，在数据最高位移到输出位时，原写入的第9位1的左边全是0，检测电路检测到这一条件后，使控制电路作最后一次移位，/SEND 和DATA无效，发送停止位，一帧结束，置TI=1。 （2）接收：REN=1后，允许接收。接收器以所选波特率的16倍速率采样RXD 端电平，当检测到一个负跳变时，启动接收器，同时把1FFH写入输入移位寄存器（9位）。由于接、发双方时钟频率有少许误差，为此接收控制器把一位传送时间16等分采样RXD，以其中7、8、9三次采样中至少2次相同的值为接收值。接收位从移位寄存器右边进入，1左移出，当最左边是起始位0时，说明已接收8位数据，再作最后一次移位，接收停止位。此后： A、若RI=0、SM2=0，则8位数据装入SBUF，停止位入RB8，置RI=1。
串行通信波特率的一种自动检测方法 (哈尔滨工业大学控制工程系150001) 任贵勇屈彦成王常虹 摘要：给出了一种利用接收到的字符信息检测串行终端通信波特率的方法。此方法简单、可靠、易行，并给出了实现这种检测方法的伪代码。 关键词：自动检测；波特率 串行通信是终端和主机之间的主要通信方式，通信波特率一般选择1800、4800、9600和 19200等。终端的类型有很多种，其通信速率也有很多种选择。主机怎样确定终端的通信速率呢？本文给出了一种简单、易行的方法：设定主机的接收波特率（以9600波特为例），终端发送一个特定的字符（以回车符为例），主机根据接收到的字符信息就可以确定终端的通信波特率。本文对这种方法予以详述。 1 基本方法 回车符的ASCII值为0x0D。串行通信时附加一个起始位和终止位，位的传输顺序一般是先传低位再传高位。此时回车符的二进制表示方式为： 图1 回车符的位序列 串行通信中一个二进制位的传输时间（记为T）取决于通信的波特率，9600波特时一个二进制位的传输时间是19200波特时一个二进制位传输时间的两倍，即：2*T19200=T 9600。因此，9600波特时一个位的传输时间，19200波特时可以传输两个位。同样地，9600波特传输两个位的时间在4800波特时只能传送一个位。主机设定接收波特率为9600，终端只有也以9600波特发送的字符，主机才能正确地接收。发送波特率高于或低于9600都会使主机接收到的字符发生错误。接收波特率为9600，终端以不同的波特率发送回车符时，主机接收到的二进制序列如表1所示。 从表1中可以看出，除了19200和1800波特时两种特例情况，其他情形的二进制序列都是 9600波特时二进制序列的变换。取前十个二进制位与9600波特时的二进制位相对应。忽略缺少停止位‘1’引发的数据帧错误，把接收到的字符表示成字节方式（如表1的最右列所示）。例如：在发送速率为1200波特，接收速率为9600波特时，主机得到的字节是0x80，而不是正确的回车符0x0D。因为在不同的发送速率下（9600，4800，2400，1200）得到的字节不同，所以通过接收字符的判定就可以确定发送波特率。 发送波特率为19200时，其发送速度正好是接收速度（9600波特）的两倍，因此发送端的两个二进制位会被接收端看作一个。取决于不同的串行接口硬件，‘01’和‘10’这两种二进制位组合可能被认为是‘1’或者‘0’。幸运的是，只有0～4位存在这样的歧义问题，后面的位因为都是停止位，所以都是‘1’。因此，发送速率为19200波特时接收到的字符其高半个字节为0xF。低半个字节可能是多个值中的一个，但不会是0x0，因为0x0D中有相邻的两个‘1’，这就会至少在低半个字节中产生一个‘1’。因此，整个字节的形式为0xF?，且低半个字节不为0。 表1 不同波特率下的二进制序列
串行通讯波特率和定时器的关系 波特率代表数据的传输速率，即每秒钟传送的二进制位数，单位为位/秒。若波特率为1200，则代表每秒钟有1200个二进制位在数据线上传输，换句话说，即每个二进制位信号电平在数据线上保持的时间为11200s 。这样，就将定时器和波特率联系起来了。 51单片机中串行通讯对应着3种波特率： 1. 对于方式0，波特率是固定的，为单片机时钟的十二分之一，即： osc /12f ； 2. 对于方式2，波特率有两种可供选择，即 /32osc f 和/64osc f ，对应于以下公式： osc 2/64SMOD f =?波特率 SMOD 为PCON 寄存器中的控制位（最高位）,其取值为0或者1。 1. 对于方式1和方式3，波特率均为可变的，由定时器T 的溢出速率来决定。设： osc ::and::::V T 12f f B 1T T V X n = 定时器的溢出速率； 系统晶振频率,则 位定时器内部加1计数器加1需要的时间；波特率； 定时器溢出需要的时间，为定时器计数初值。 对于定时器方式0，取值为13；对于定时器方式1，取值位16； 对于定时器方式2和3，取值为8。 and 32and (2/32)2SMOD SMOD B B V V ???=?= ?? ?即： ()()osc ×2122n n f 12V T =X f X ??=- ??-?? 即： 2×n f X 12V =- 联立得： 2132and 32and 2SMOD SMOD B T T B ??==? ????即： 从上式可见，每个二进制位电平信号在数据线上保持的时间为定时器溢出需要的时间乘
MSComm串行通讯控件设置串口、波特率等参数方法（转 (2010-03-07 14:07:21) 转载 分类：程序设计 标签： it 一．想一进入程序，有默认的串口参数设置： 1.把参数值设定死 在OnInitDialog()函数里添加： if (m_ctrlComm.GetPortOpen()) m_ctrlComm.SetPortOpen(FALSE); m_ctrlComm.SetCommPort(1); // 选择com1 if (!m_ctrlComm.GetPortOpen()) m_ctrlComm.SetPortOpen(TRUE); // 打开串口 else AfxMessageBox("cannot open serial port"); m_ctrlComm.SetSettings("9600, n, 8, 1"); // 波特率9600，无校验，8个数据位，1个停止位 m_ctrlComm.SetInputMode(1); // 1表示以二进制方式检取数据 m_ctrlComm.SetRThreshold(1); // 参数为1，表示每当串口接收缓冲区中有对于或等于一个字符时，将引发一个接收数据的OnComm事件 m_ctrlComm.SetInputLen(0); // 设置当前接收区数据长度为0 m_ctrlComm.GetInput(); // 先预读缓冲区以清除残留数据
2. 用COMBO BOX下拉框选择串口、波特率 m_cbPortSelect.ResetContent(); m_cbPortSelect.AddString(_T("COM1")); m_cbPortSelect.AddString(_T("COM2")); m_cbPortSelect.AddString(_T("COM3")); m_cbPortSelect.AddString(_T("COM4")); m_cbPortSelect.AddString(_T("COM5")); m_cbPortSelect.SetCurSel(3); m_cbPortRate.ResetContent(); m_cbPortRate.AddString(_T("1200")); m_cbPortRate.AddString(_T("2400")); m_cbPortRate.AddString(_T("4800")); m_cbPortRate.AddString(_T("9600")); m_cbPortRate.SetCurSel(0); 二．想动态地设置串口相关参数： CString str_setting; str_setting.Format(_T("%d, %c, %d, %d"), baud_num, 'n', 8, 1); m_ctrlComm.SetSettings(str_setting); // 设置波特率，校验位，数据位，停止位；m_ctrlComm是通信控件变量 想在Edit Box里显示实时值：
51单片机定时计数器溢出率计算和串口的波特率之间的关系 发布: 2010-1-05 01:08 | 作者: wang1jin | 来源: 网络 | 查看: 128次 51 芯片的串口可以工作在几个不同的工作模式下，其工作模式的设置就是使用SCON 寄存器。它的各个位的具体定义如下： SM0 SM1 SM2 REN TB8 RB8 TI RI SM0、SM1 为串行口工作模式设置位，这样两位可以对应进行四种模式的设置。串行口工作模式设置。 波特率在使用串口做通讯时，一个很重要的参数就是波特率，只有上下位机的波特率一样时才可以进行正常通讯。波特率是指串行端口每秒内可以传输的波特位数。这里所指的波特率，如标准9600 不是每秒种可以传送9600个字节，而是指每秒可以传送9600 个二进位，而一个字节要8 个二进位，如用串口模式1 来传输那么加上起始位和停止位，每个数据字节就要占用10 个二进位，9600 波特率用模式1 传输时，每秒传输的字节数是9600÷10＝960 字节。 51芯片的串口工作模式0的波特率是固定的，为fosc/12，以一个12M 的晶振来计算，那么它的波特率可以达到1M。模式2的波特率是固定在fosc/64 或fosc/32，具体用那一种就取决于PCON 寄存器中的SMOD位，如SMOD 为0，波特率为 focs/64,SMOD 为1，波特率为focs/32。 模式1和模式3的波特率是可变的，取决于定时器1或2（52芯片）的溢出速率，就是说定时器1每溢出一次，串口发送一次数据。那么我们怎么去计算这两个模式的波特率设置时相关的寄存器的值呢？可以用以下的公式去计算。
ZXR10设备串口线线序以及波特率 A：注意设置：选择正确的控制线，如果从超级终端登陆，在端口设置时，先选择恢复默认 值（数据位：8；奇偶校验：无；停止位：1；数据流控：无），再修改为对应的波特率即可 登陆。 1）E系列 （包括GAR/GER/T64E/T128）控制线两头都是DB9母头，线序如下： COMM口DB9 信号后台计算机DB9 信号 1 T232DCD 7 computerRTS 2 T232RX 3 computerTX 3 T232TX 2 computerRX 4 T232DTR 6 computerDSR 5 GND 5 GND 6 T232DSR 4 computerDTR 7 T232RTS 1 computerDCD 8 不接8 不接 9 T232RI 9 computerRI T64E/T128设置：9600.8.n.1 GAR/GER设置：115200.8.n.1 2）C系列 控制线两头都是DB9母头，使用直连方式，线序如下： CM板console DB9 后台计算机DB9 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 8 8 9 9 设置：9600.8.n.1 具体：
控制模块DB-9连接器（DCE）PIN码管理控制台DB-9连接器（PC） 未用 1 未用 TXD (传送数据) 2 RXD(接收数据) RXD (接收数据) 3 TXD(传送数据) 未用 4 未用 GND (接地) 5 GND(接地) DTR (数据终端完成) 6 DSR(数据设置完成) CTS (清除发送) 7 RTS(请求发送) RTS (请求发送) 8 CTS(清除发送) 未用9 未用 3）1816、2826/S 控制线连接设备一端是DB9公头，连接PC的一端是DB9母头，线序如下： CONSOLE DB9 信号后台计算机DB9 信号 1 DCD 7 RTS 2 RX 3 TX 3 TX 2 RX 4 DTR 6 DSR 5 GND 5 GND 6 DSR 4 DTR 7 RTS 1 DCD 8 不接8 不接 9 RI 9 RI 1816设置9600.8.n.1 2826s设置115200.8.n.1 4）3904 控制线连接设备一端是RJ45，连接PC一端是DB9母头（和思科通用），线序如下： Console RJ45 信号后台计算机DB9 信号 1 空空空 2 空空空 3 TXD 2 RXD 4 GND 5 GND 5 GND 5 GND 6 RXD 3 TXD 7 空空空 8 空空空 设置9600.8.n.1
单片机与PC机串行通信中波特率的确定 1 单片机异步通信口的特点及波特率的选定 MSC51 系列单片机有一个全双工的异步通信口，他利用其RXD 和TXD 与外界进行通信，其内部有2 个物理上完全独立的接收、发送缓冲器SBUF，可同时发送和接收数据。异步串行通信发送和接收数据的速率与移位脉冲同步。一般用51 系列的T1 定时器作为波特率发生器，T1 的溢出率经二分频(或不分频)后又经十六分频作为串行发送或接收的移位脉冲，移位脉冲的速率即波特率。单片机的异步通信波特率与串行口的工作方式、主振频率Fosc 及定时器T1 的工作方式有关。一般通信中使T1 工作于方式2(可重装时间常数方式)，若Fosc 取6 MHz，则波特率的计算公式如下： ? 其中：SMOD 是可编程的(即PCON 的第8 位)，由此公式计算出的波特率是不标准的波特率。? 2 PC 机异步通信口及其波特率的设置 由于UART(通用异步接收/发送器)的产品型号很多，PC 机和XT 机都采用的是INS8250 芯片，AT 机采用的是NSI16450 芯片，他们二者是兼容的。因此这里以8250 芯片为例来说明PC 机异步通信波特率的设定方法。PC 机中有2 个异步通信口，一个是COM1，其端口地址范围是3F8H~3 FFH，另一个是COM2，其端口地址是2F8H~2FFH。其与MODEM 配合可以实现远距离通信。其波特率是标准波特率50~9 600 b/s。 8250 内部有10 个寄存器端口，其中有一个除数锁存器，可以通过编程 除数的大小来确定异步通信的波特率。8250 使用的频率是1843 2 MHz 的基准时钟输入信号，所以必须用分频的方法产生所需要的波特率(移位脉冲)。除数
串口设置详解 本节主要讲解设置串口的主要方法。 如前所述，设置串口中最基本的包括波特率设置，校验位和停止位设置。串口的设置主 要是设置struct termios结构体的各成员值，如下所示： ＃include
51单片机串口通信的原理与应用流程解析 一、原理简介 51 单片机内部有一个全双工串行接口。什么叫全双工串口呢？一般来说，只能接受或只能发送的称为单工串行;既可接收又可发送，但不能同时进行的称为半双工;能同时接收和发送的串行口称为全双工串行口。串行通信是指数据一位一位地按顺序传送的通信方式，其突出优点是只需一根传输线，可大大降低硬件成本，适合远距离通信。其缺点是传输速度较低。 与之前一样，首先我们来了解单片机串口相关的寄存器。 SBUF 寄存器：它是两个在物理上独立的接收、发送缓冲器，可同时发送、接收数据，可通过指令对SBUF 的读写来区别是对接收缓冲器的操作还是对发送缓冲器的操作。从而控制外部两条独立的收发信号线RXD（P3.0）、TXD（P3.1），同时发送、接收数据，实现全双工。 串行口控制寄存器SCON（见表1）。 表1 SCON寄存器 表中各位（从左至右为从高位到低位）含义如下。 SM0 和SM1 ：串行口工作方式控制位，其定义如表2 所示。 表2 串行口工作方式控制位 其中，fOSC 为单片机的时钟频率;波特率指串行口每秒钟发送（或接收）的位数。 SM2 ：多机通信控制位。该仅用于方式2 和方式3 的多机通信。其中发送机SM2 = 1（需要程序控制设置）。接收机的串行口工作于方式2 或3，SM2=1 时，只有当接收到第9 位数据（RB8）为1 时，才把接收到的前8 位数据送入SBUF，且置位RI 发出中断申请引发串行接收中断，否则会将接受到的数据放弃。当SM2=0 时，就不管第位数据是0 还是1，都将数据送入SBUF，并置位RI 发出中断申请。工作于方式0 时，SM2 必须为0。