晶振對波特率的影響到底有多大？讓你見識見識

片機(jī)中的晶振在整個(gè)內(nèi)部電路中發(fā)揮著重要的作用，電路配合晶振的運(yùn)行能夠產(chǎn)生單片機(jī)所需的時(shí)鐘頻率。可以說，一切指令都是建立在時(shí)鐘頻率的基礎(chǔ)上，那么，晶振與波特率又有什么關(guān)系呢？兩者之間影響到底有多大呢？
在串行通信中，MCS—51串口可約定四種工作方式。其中，方式0和方式2的波特率是固定的，而方式1和方式3的波特率是可變的，由定時(shí)器T1的溢出率決定。

波特率是指串行端口每秒內(nèi)可以傳輸?shù)牟ㄌ匚粩?shù)。這里所指的波特率，如標(biāo)準(zhǔn)9600不是每秒種可以傳送9600個(gè)字節(jié)，而是指每秒可以傳送9600個(gè)二進(jìn)位，而一個(gè)字節(jié)要8個(gè)二進(jìn)位，如用串口模式1來傳輸，那么加上起始位和停止位，每個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)就要占用10個(gè)二進(jìn)位，9600波特率用模式1傳輸時(shí)，每秒傳輸?shù)淖止?jié)數(shù)是9600÷10=960字節(jié)。


圖1
方式0和方式2的波特率

方式0的波特率是固定的，為fosc/12，以一個(gè)12M 的晶振來計(jì)算，那么它的波特率可以達(dá)到1M。

方式2的波特率是固定在fosc/64 或fosc/32，具體用那一種就取決于PCON 寄存器中的SMOD位，如SMOD 為0，波特率為focs/64,SMOD 為1，波特率為focs/32。

方式1和方式3的波特率

模式1和模式3的波特率是可變的，取決于定時(shí)器1或2(對于52芯片)的溢出速率，就是說定時(shí)器1每溢出一次，串口發(fā)送一次數(shù)據(jù)?？梢杂靡韵碌墓饺ビ?jì)算：上式中如設(shè)置了PCON寄存器中的SMOD位為1時(shí)就可以把波特率提升2倍。通常會使用定時(shí)器1工作在定時(shí)器工作模式2下，這時(shí)定時(shí)值中的TL1做為計(jì) 數(shù)，TH1做為自動重裝值，這個(gè)定時(shí)模式下，定時(shí)器溢出后，TH1的值會自動裝載到TL1，再次開始計(jì)數(shù)，這樣可以不用軟件去干預(yù)，使得定時(shí)更準(zhǔn)確。在這個(gè)定時(shí)模式2下定時(shí)器1溢出速率的計(jì)算公式如下：

溢出速率=(計(jì)數(shù)速率)/(256-TH1初值)

溢出速率=fosc/[12*(256-TH1初值)

上式中的“計(jì)數(shù)速率”與所使用的晶體振蕩器頻率有關(guān)，在51 芯片中定時(shí)器啟動后會在每一個(gè)機(jī)器周期使定時(shí)寄存器TH的值加1，一個(gè)機(jī)器周期等于十二個(gè)振蕩周期，所以可以得知51芯片的計(jì)數(shù)速率為晶體振蕩器頻率的1/12，一個(gè)12M 的晶振用在51芯片上，那么51的計(jì)數(shù)速率就為1M。通常用11.0592M 晶體是為了得到標(biāo)準(zhǔn)的無誤差的波特率，那么為何呢?計(jì)算一下就知道了。如我們要得到9600 的波特率，晶振為11.0592M 和12M，定時(shí)器1 為模式2，SMOD 設(shè)為1，分別看看那所要求的TH1 為何值。代入公式：

11.0592M：

9600=(2÷32)×((11.0592M/12)/(256-TH1))
TH1=250

12M：

9600=(2÷32)×((12M/12)/(256-TH1))
TH1≈249.49

上面的計(jì)算可以看出使用12M晶體的時(shí)候計(jì)算出來的TH1不為整數(shù)，而TH1的值只能取整數(shù)，這樣它就會有一定的誤差存在不能產(chǎn)生精確的9600波特率。當(dāng)然一定的誤差是可以在使用中被接受的，就算使用11.0592M 的晶體振蕩器也會因晶體本身所存在的誤差使波特率產(chǎn)生誤差，但晶體本身的誤差對波特率的影響是十分之小的，可以忽略不計(jì)。