[原创] NXP微处理器小数波特率设置

对于波特率的计算，想必大家都非常清楚，在51时代，我们常用11.0592MHz晶振或其整数倍的晶振来实现精确的波特率。但是随着ARM的出现，以及ARM外设的丰富、倍频的应用，想获取精确的波特率好像不容易实现了，特别是在需要使用USB的情况下，我们必须选择能够参数480MHz频率的晶振，那么12MHz晶振就成为我们不二的选择，波特率计算公式：

      通过以上的计算公式，我们不难发现，要想获取精确的波特率是不可能的，虽然在速度不高的情况下，我们可以取近似值也可以进行正常的串口通信，但是如果要在波特率特别高的情况下，我们还用这种方法是不能正常通信的。那么怎么来解决这个问题呢？

       其实厂商在设计芯片的时候已经为我们想到了，在选择波特率时候，当实际波特率与目标波特率之间存在的误差在1.1%范围内是可以正常通信的。所以，我们只要能够用一个寄存器来实现波特率的误差调节，使其误差在允许的范围以内就可以了。为实现这一目标，NXP设计了一个叫做小数分频的寄存器FDR。这里也LPC1700为例来说明，其寄存器描述如小表：



[ 本帖最后由 zhaojun_xf 于 2012-8-6 13:15 编辑 ]

NXP的小数分频器的作用是不是为了得到更为精确的波特率（相比较未使用小数分频器的情况），是这样的吗？

[ 本帖最后由 zhaojun_xf 于 2012-8-4 19:54 编辑 ]

UART的波特率计算公式：
通过上面的公式我们就可以计算出波特率了，但是我们发现，上面这个等式中一共有4个未知，所以根本无法实现波特率的设置，我们必须得使用一些方法。

说明：

其中PCLK为外设时钟，U1DLM和U1DLL为标准UART1波特率分频器寄存器，而DIVADDVAL和MULVAL为UART1小数波特率发生器的制定参数。
ULVAL和DIVADDVAL的值应符合以下条件：
a) 0 < MULVAL ≤ 15；
b) 0 ≤ DIVADDVAL < 15；
c) DIVADDVAL
       根据上面的说明，我们可以看出，要想设置串口，那么只能实现逐一验证了，以就是说，只能通过设定DIVADDVAL和MULVAL的值来找出满足我们需要的值了。这种方法虽然能够实现计算出我们需要的波特率，但是非常复杂，计算量也特别大，所以NXP已经为我们考虑好计算的算法已经取值表格了。

波特率计算：
UART可以与小数分频器一起工作，也可以不使用小数分频器。在实际应用中，使用几种不同的小数分频器设置很可能会获得目标波特率。下面的算法给出了一个得到DLM、DLL、MULVAL以及DIVADDVAL参数集的方法。该参数集允许实际波特率与目标波特率之间存在小于1.1%的相对误差。

波特率计算流程：




[ 本帖最后由 zhaojun_xf 于 2012-8-4 07:45 编辑 ]

通过上面的算法和表格我们不难找出一个比较有效是设置，下面几说几个例子：

（1）范例1：PCLK = 14.7456 MHz，BR = 9600
根据所提供的算法，DLest=PCLK/(16×BR) = 14.7456MHz/(16×9600) = 96。因为这里的DLest是一个整型数，所以DIVADDVAL = 0，MULVAL = 1，DLM = 0且DLL = 96。

（2）范例2：PCLK = 12 MHz，BR = 115200
根据所提供的算法DLest=PCLK/(16×BR) = 12MHz/(16×115200)  = 6.51。该算式中的DLest并不是整型数，因此下一步就要对FR参数进行估算。使用FRest = 1.5进行首次估算，得到新的DLest = 4，然后计算出FRest = 1.628。由于FRest = 1.628是在1.1到1.9的指定范围之内，因此DIVADDVAL和MULVAL的值可通过附带的查找表获得。最接近FRest = 1.628的值为FR = 1.625。也就是说DIVADDVAL = 5而MULVAL = 8。
       基于这些查找结果，建议UART设置为DLM = 0，DLL = 4，DIVADDVAL = 5和MULVAL = 8。根据公式12-2，UART的波特率为115384。该速率与原来指定的115200之间存在0.16%的相对误差。

       上面这两个例子是NXP资料上讲解的，如果大家能够看明白，下面我们要实现起来就简单了。我们把上面的计算算法用一个函数来实现，那么以后我们只需用调用这个函数就可以了，不用在去理会这么复杂的算法了。

实现波特率设置函数：

要实现这个函数，需用注意几点：

1. 先是从1.1到1.9中取出一个FRest值来计算出DLest，然后在计算出FRest，看其是否在1.1都1.9之间，如果在表示计算出的FRest是有效的。

2. 取FRest是从1.5开始，这样做可以减少FRest的取值，如果取大了，我们减少；如果取小了，我们增加。从而减少了取值的个数，加快了计算速度。

3. 计算出来的结果并不一定是误差最小的，因为我们是从1.5开始，而不是去1.1~1.9中所有值进行计算，找出误差最小的值。

4. 设置值可能有很多种，我们这里只计算出了一种可以接受的值。上面的函数并不难，如果看不懂，请对照上面的算法看，应该很容易明白。。。。。。。。。。。

[ 本帖最后由 zhaojun_xf 于 2012-8-6 07:13 编辑 ]

其实这个算法已经有网友用上位机软件实现了，在这里先感谢这个网友。这个软件已经把所有可能的选择值都列出来了，非常全面。。。

刚好用上，谢谢版主！

版主，你好，我看了你写的书，我在写串口通讯时，采用了波特率设置的代码，为什么仿真到“UART_DCM_TBL const tbl[] = ”这行代码时（就是小数分频器设置查找表位置），
就跳到这里了“HardFault_Handler\
                PROC
                EXPORT  HardFault_Handler         [WEAK]
                B       .
                ENDP”
这是为什么啊？

你好！程序里面有一个for语句和一个if语句显示的不完整，希望您能完善一下！谢谢！

后续的波尔率的设置没有了？

学习了