51系列单片机波特率的计算方法(最终版本)

STC单片机串口1用定时器1模式2做波特率发生器的计算方法一、基本原理说明

定时器1工作在方式2是一种既省事又精确的产生串行口波特率的方法。原因是定时器T1工作方式2是一种8位自动重装方式，无需在中断服务程序中送数，没有由于中断引起的误差。

波特率的计算公式：

设定时器T1方式2的初值为X,则有：定时器T1的溢出率=计数速率/(256-X)=fosc/(256-X)*12；（注：12分频的单片机）

则方式2的波特率=2SMOD*fosc/(256-X)*12*32.

二、计算题

1．波特率的计算公式：

9600Hz(9600bps)，4800Hz(4800bps)，其他波特率都有误差。

图1此图中波特率是19200BPS、57600BPS时候，存在误差

2．溢出率：溢出率应该是每秒溢出的次数。

综合式：波特率=(2SMOD/32)*(T1的溢出率)=(2SMOD/32)*(fosc/(12*(256-TL1)))

=（2SMOD*fosc）/(394*(256-TL1))

12/fosc=每个机器周期时间（fosc单片机的晶振时钟的频率），8位定时器T1溢出一次所需的时间=(12/fosc)*(256-初值)=溢出一次所需的时间，最后用1除以该数就代表每秒溢出的次数，也称作溢出率。

计数速率=fosc/12（12分频的单片机）

溢出速率=1/一次溢出时间=1/((256-TL1初值)*(12/fosc))

=fosc/(12*(256-TL1初值))

3.计算例题

（1）若STC单片机的晶振频率fosc为11.0592MHz，串行口1工作在方式1，定时器T1作为波特率发生器，T1在工作模式2自动重装初值的8位定时方式，已知SMOD=0，要求串行口1的波特率为9600Hz(9600bps)，请计算定时器T1的初始值TL1=？。

解答：

(a)因SMOD=0，波特率=(2SMOD/32)*(T1的溢出率)=(T1的溢出率)/32=9.6Kbps计算得，

T1的溢出率=9.6KHz*32=307.2KHz=0.3072MHz

(b)T1的溢出率=fosc/(12*(256-TL1))=11.0592MHz/(12*(256-TL1))=0.3072MHz计算得，

TL1=253=0x FDH

(c)STC-ISP软件计算结果如下图所示：

(d)C语言编写的串口1和定时器1初始化代码如下：

void UartInit(void)//9600bps@11.0592MHz

{

PCON&=0x7F;//波特率不倍速

SCON=0x50;//8位数据,可变波特率

AUXR&=0xBF;//定时器1时钟为Fosc/12,即12T

AUXR&=0xFE;//串口1选择定时器1为波特率发生器

TMOD&=0x0F;//清除定时器1模式位

TMOD|=0x20;//设定定时器1为8位自动重装方式

TL1=0xFD;//设定定时初值

TH1=0xFD;//设定定时器重装值

ET1=0;//禁止定时器1中断

TR1=1;//启动定时器1

}

电源控制寄存器PCON初值：0X7FH----01111111PCON&=0X7F;比特B7B6B5B4B3B2B1B0名字SMOD SMOD0LVDF POF GF1GF0PD IDL 值01111111 SMOD=0；表示串口1的波特率不加倍；

SMOD0、LVDF、POF、GF1、GF0、PD、IDL维持原状态位不变；串口1控制寄存器SC0N初值：0X50H-----01010000SC0N&=0X50;比特B7B6B5B4B3B2B1B0名字SM0/FE SM1SM2REN TB8RB8TI RI 值01010000 SMOD0=0,SM1=1;表示串口1工作在模式1方式；

SM2=0;表示串口1在方式1非多机通信方式；

REN=1;表示维持原状态位不变；

TB8、RB8、TI、RI各位分别置0；

辅助寄存器AUXR初值：0XBFH-----10111111AUXR&=0XBF;

比特B7B6B5B4B3B2B1B0名字T0X12T1X12UART_M0x6T2R T2_C/T T2x12EXTRAM S1ST2值10111111 T1X12=0;表示定时器1是12分频，其速度是传统8051的速度；

T0X12、UART_M0x6、T2R、T2_C/T、T2x12、EXTRAM、S1ST2维持原状态位值不变；

辅助寄存器AUXR初值：0XFEH------11111110AUXR&=0XFE;

比特B7B6B5B4B3B2B1B0名字T0X12T1X12UART_M0x6T2R T2_C/T T2x12EXTRAM S1ST2值11111110 S1ST2=0；表示定时器1作为串口1的波特率发生器；

T0X12、T1X12、UART_M0x6、T2R、T2_C/T、T2x12、EXTRAM

维持原状态位值不变；

辅助寄存器AUXR初值：0XBEH------10111110AUXR&=0XBE;

比特B7B6B5B4B3B2B1B0名字T0X12T1X12UART_M0x6T2R T2_C/T T2x12EXTRAM S1ST2值10111110 T1X12=0;表示定时器1是12分频，其速度是传统8051的速度；

S1ST2=0；表示定时器1作为串口1的波特率发生器；

T0X12、UART_M0x6、T2R、T2_C/T、T2x12、EXTRAM维持原状态位值不变；

定时器工作模式寄存器TMOD寄存器初值：0X0FH-----00001111

TMOD&=0X0F

比特B7B6B5B4B3B2B1B0名字GATE C/T M1M0GATE C/T M1M0值00001111

作用域与定时器1有关与定时器0有关GATE(B7)=0;表示不要求条件INT1引脚为高，并且TR1=1的条件定时，亦即定时不受任何条件限制；

C/T=0;该位为0时，表示定时器1工作在定时模式；

M1=0，M0=0;表示定时器1-16位自动重新加载模式；

B3、B2、B1、B0维持原状态位值不变；

定时器工作模式寄存器TMOD初值：0X20H------00100000

TMOD|=0X20;

比特B7B6B5B4B3B2B1B0名字GATE C/T M1M0GATE C/T M1M0值00100000

作用域与定时器1有关与定时器0有关

M1=1，M0=0;表示定时器1-8位自动重新加载模式；

B7、B6、B4、B3、B2、B1、B0维持原状态位值不变；

（2）若STC单片机的晶振频率fosc为11.0592MHz，串行口1工作在方式1，定时器T1作为波特率发生器，T1在工作模式2自动重装初值的8位定时方式，已知SMOD=1，要求串行口1的波特率为9600Hz(9600bps)，请计算定时器T1的初始值TL1=？。

解答：

(a)因SMOD=0，波特率=(2SMOD/32)*(T1的溢出率)=(T1的溢出率)/32=9.6Kbps计算

得，T1的溢出率=9.6KHz*16=153.6KHz=0.1536MHz

(b)T1的溢出率=fosc/(12*(256-TL1))=11.0592MHz/(12*(256-TL1))=0.1536MHz计算得，TL1=250=0x FAH

(c)STC-ISP软件计算结果如下图所示：

(d)C语言编写的串口1和定时器1初始化代码如下：

void UartInit(void)//9600bps@11.0592MHz

{PCON|=0x80;//使能波特率倍速位SMOD

SCON=0x50;//8位数据,可变波特率

AUXR&=0xBF;//定时器1时钟为Fosc/12,即12T

AUXR&=0xFE;//串口1选择定时器1为波特率发生器

TMOD&=0x0F;//清除定时器1模式位

TMOD|=0x20;//设定定时器1为8位自动重装方式

TL1=0x FA;//设定定时初值

TH1=0x FA;//设定定时器重装值

ET1=0;//禁止定时器1中断

TR1=1;//启动定时器1

}

电源控制寄存器PCON初值：0X80H----10000000PCON&=0X80;比特B7B6B5B4B3B2B1B0名字SMOD SMOD0LVDF POF GF1GF0PD IDL 值10000000 SMOD=1；表示串口1的在工作方式1、2、3时候波特率加倍；SMOD0、LVDF、POF、GF1、GF0、PD、IDL全部置0；

定时器的初值是0XFAH、0XFDH在波特率加倍、不加倍实现方法比较图

定时器的初值是0XFAH

SMOD=0（波特率不加倍），波特率是4800bps SMOD=1（波特率加倍），波特率是9600bps

定时器的初值是0XFDH

SMOD=0（波特率不加倍），波特率是9600bps SMOD=1（波特率加倍），波特率是19200bps

思考题

1.若STC单片机的晶振频率fosc为11.0592MHz，串行口1工作在方式1，定时器T1作为波特率发生器，T1在工作模式2自动重装初值的8位定时方式，已知SMOD=1，要求串行口1的波特率为4800Hz(4800bps)，请计算T1定时器TL1的值，并用C语言编写程序实现串行口1的初始化。

2.若STC单片机的晶振频率fosc为11.0592MHz，串行口1工作在方式1，定时器T1作为波特率发生器，T1在工作模式2自动重装初值的8位定时方式，要求串行口1的波特率为9600Hz(9600bps)，请设置SMOD、T1定时器TL1的值，并用C语言编写程序实现串行口1的初始化。