波特率的計算

STM32下的波特率和串口外設時鐘息息相關，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進行設置，STM32的波特率寄存器支持分數設置，以提高精確度。USART_BRR的前4位用于表示小數，后12位用于表示整數。但是它還不是我們想要設置的波特率，想要設置我們串口的波特率大小還需要進行計算。其實有關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置。

USARTDIV通過上面的表達式得出，是一個帶有小數的浮點數（如27.75）。將小數部分和整數部分分開，分別得到一個整數值n（如27）和一個小數值m（如0.75）。有了這兩個值我們便可以填寫USART_BRR寄存器進而設置我們串口波特率大小了。

將整數部分m（27 = 0x1B）直接寫入USART_BRR的后12位部分；將小數部分n乘以16后得到的整數值（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：如果小數部分乘以16之后仍帶有小數，則要四舍五入去除小數部分得到一個新的整數，再將其寫入USART_BRR的前四位。

為什么在計算波特率的公式中要乘以16？

?我們知道串口通信是通過TXD和RXD這兩條線進行通信的，當接收器的RXD連接著發送器的TXD，接收器的TXD連接著發送器的RXD，接收器和發送器可以通過RXD和TXD互傳數據。當接收器檢測到RXD這條線的電平被拉為低電平，立即開始接收發送器發送過來的數據，剛剛那個低電平只是一個告知接收器可以接收數據的起始位而已。

在數據的傳輸中，信號可能受到一些干擾而產生一些抖動，如下圖。如果接收端只對這些信號數據采樣一次，那么它有可能采樣到的是抖動的不準的數據，進而使數據傳輸不準確，所以接收端在采樣數據線上的數據，通常都要采樣多次，然后通過比較獲得準確的數據。

前面已經說過，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數據的采樣次數。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時鐘信號需要經過分頻才會等于T1，所以才需要分頻USARTDIV。
編輯：hfy