关于串口通信波特率的几点思考

首先想说，12MHZ真的是有问题。
我使用的是
STC89C52RC的单片机，他的最小系统板的的晶振是12Mhz，但是这个开发板上买的晶振就没写频率！！！我一直以为这是默认的11.0592Mhz，因为之前用的最小系统板都是这个频率。在没有使用串口通信的时候，不管是11.0592M还是12M，都对程序的影响不是很大，所以一直没有太注意这方面的问题。
直到今天，需要用到UART串口通信，搞了快两天，输出到电脑端一直是乱码！！！真的差点都放弃了。现在想想幸好当时没有放弃。现在终于想通了。
其实就是晶振的问题。实际上我的这个板子上是12Mhz，而书上和我在网上找到的例程上面都是按照11.0592M计算的。所以我在一个错误的基础上面，肯定找不到正确的出路。

首先，通信波特率的定时器初值的计算公式：

TH1 = TL1 = 256 - 晶振/12/16/波特率/2.

如果写了PCON=0X80，就不需除2.，PCON为电源管理寄存器，他的最高位可以把波特率提高一倍。
在这里 ，256是8位定时器的溢出值，也就是TL1的溢出值。12是说一个一个机器周期等于12个时钟周期，值得关注的是16，在51单片机内置的串口模块中，他采取的方式是把一位信号采集16次，然后把第7、8、9次取出来，如果这三次中其中有两次是高电平的话，就认定这一位数据是1，如果两次数据是低电平，就认为是0.这样可以提高通信的容错率。

首先先说一下为什么波特率 要设置成4800，9600,19200等等类似这样的 数？为什么不是12345？我在一片博客中找到了可能的答案。
传送门：http://blog.sina.com.cn/s/blog_6202cb4101011udd.html

1：根据电、传输介质等的物理特性结合串口设备使用的要求
为了保证有效通讯，根据电、传输介质等的物理特性结合串口设备使用的要求，确定RS232最大传输速率只能是115200，然后逐级二分得到57600，28800，19200……为适应这些速率，设计相应的晶振频率。
2：这是由电信线路特性决定的
电话线路的带通是３００－－３ＫＨｚ，当时ＨＡＹＥＳ先搞的ｍｏｄｅｍ，所以用的２４００ＨＺ信号，对应波特率是２４００。由于基本频率确定了，以后采用的提高通讯速率的方法都是在２４００基础上倍频的，所以形成了９６００，１９２0０。

不管哪种说法，都是先有波特率再有晶振频率。重点：先有波特率再有晶振频率！！！！

也就是说，人们首先通过实验发现了合适的传输波特率，然后根据这个波特率及其倍频，计算出了合适的单片机时钟频率，也即是我们的晶振频率。

使用多了会发现，采用这个公式计算的时候，有时候会出现小数点的情况。这也是为什么晶振使用11.0592的原因。当使用这个频率的晶振，计算的时候，基本不会出现小数点 。而使用12M的时候，很多小数点。

那么我们先不管这个11.0592到底是怎么来的？我们就看一下这个频率和12M的频率的对比，他们分别使用的时候，计算出来的TH1的初值到底是多少。
下面表格的数据是我通过上面的公式计算出来的。

 

可以看出，在12M的时候，只有把波特率2400bps/s最合适，误差是0.16%，这样就不会产生乱码了，TH1和TL1都设为0xf3。其他小数点都不合适，四舍五入的话，误差率也比较大。9600的情况下会有7.8%的误差，所以会产生乱码，其实我试了一次，9600波特率的时候，无法实现传输。但是我不是很清楚他的这个误差是怎么算出来的，如果你看到这个，又恰巧你知道 这个问题，那么想麻烦你在下面回复一下，谢谢。

在12M晶振下，我尝试了用2400波特率和4800波特率进行传输，结果如下，

这是4800波特率的，可以看到，误差还是挺大的了。

 

这是2400波特率的传输，发现基本没有错误：

 

还有一点，就是我发现，在程序里面 是直接把那个公式写进去还是先自己算出来值化为16进制，在赋给TH1和TL1，这两种情况的传输效果是不同的。我估计就是因为12M晶振的问题，因为用公式算出来 的值小数点挺多的，会产生误差 ，而自己给的是一个确定的值。所以尽量自己先算出来，然后赋值，这样比较精确，实在不知道的话，就把小数点的尾数是进位还是舍去都试一遍，看看哪个的传输效率更高一点。

下面是直接用公式的，发现误差很大。基本上收不到数据。

 

 2400的波特率计算公式也是一样，基本收不到数据，只有自己计算出来才行

 

下面是在另一篇博客里的发现的相关内容：
传送门：http://blog.163.com/cobain_731/blog/static/2060972022012330115642462/

为什么51单片机的晶振一般使用11.0592？
用11.0592晶振的原因是51单片机的定时器导致的。用51单片机的定时器做波特率发生器时，如果用11.0592Mhz的晶振，根据公式算下来需要定时器设置的值都是整数；如果用12Mhz晶振，则波特率都是有偏差的，比如9600，用定时器取0XFD，实际波特率10000，一般波特率偏差在4％左右都是可以的，所以也还能用STC90C516 晶振12M 波特率9600 ，倍数时误差率6.99%，不倍数时误差率8.51%，数据肯定会出错。 这也就是串口通信时大家喜欢用11.0592MHz晶振的原因，在波特率倍速时，最高可达到57600，误差率0.00%。 用12MHz，最高也就4800，而且有0.16%误差率，但在允许范围，所以没多大影响。

总结：

1、检查你的晶振频率，尽量自己先算出定时器初始值。然后赋给TH1。

2、如果你的晶振是12Mhz的，那么很遗憾，虽然你的频率很高，但是当你使用UART串口的时候会很难受。只能选取2400,    0xf3，有一个小技巧，你也可以使用倍频，把PCON| = 0x80，然后使用4800.计算出来的值和2400一样，但是快了一倍。

3、如果你的晶振是11.0592Mhz的话。也慢不到哪里去，普通需求还是可以满足的。但是他的优势体现在你使用UART串口的时候，很多波特率可以选择。所以就很nice。