串口波特率(串口波特率)

通常用串口打印乱码是因为串口的波特率不对。那么我们应该如何测量实际的波特率呢？在此之前，我们先来回顾一下波特率的概念。

什么是波特率和比特率？

比特率的英文单词是Bitrate，表示每秒传输的二进制数字的个数，单位是比特每秒(bit/s)。

波特率(Baudrate)是波特率的英文单词，表示每秒传输的符号数，是衡量数据传输速率的指标。

符号是通信信号调制的概念。通信中通常用具有相同时间间隔的符号来表示二进制数。这种信号称为符号。

在普通的通信传输中，0V代表数字0，5V代表数字1，所以一个符号可以代表0和1两种状态，所以一个符号等于一个二进制位，波特率和比特率是一致的。

如果0V、2V、4V、6V在通信传输中分别代表二进制数00、01、10、11，那么每个符号可以代表四种状态，即两个二进制位，那么符号数就是二进制位数的一半，此时的波特率就是比特率的一半。

因为在很多常见的通信中，比如串行通信，一个符号代表两种状态，所以我们通常直接用波特率来表示比特率。

串行通信协议

在串行通信的协议层，它规定了数据包的内容，由起始位、主数据、校验位和停止位组成。通信双方的数据包格式要一致，这样才能正常发送和接收数据。框架的组成如下:

让我们实际验证一下数据帧是否真的是这样，并编写下面的代码:

代码很简单，就是利用串口连续发送数据0xAA(当然也可以发送其他数据)。我们的串口配置如下:

我们可以用示波器或逻辑分析仪抓取实际信号，看看数据是否符合上述格式。这里，我们使用逻辑分析仪捕捉usart1的传输信号线(TX ):

从实际结果来看，确实是按照帧格式发送的。有些人可能对此有疑问。上面数据框的图片中有空空闲状态。这是什么？空 idle，空 idle，当然不是在发送数据的状态。我们将代码改为:

初始化后，仅发送一个0XAA，逻辑分析仪捕获的数据为:

可以看出空的空闲状态较高。在前面的例子中，我们在while循环中发送了数据0XAA，所以没有空空闲状态。

在这个实验中，我们需要知道两件事:

串行端口发送的数据是第一个低位。我们的MCU发送0XAA(10101010B)，逻辑分析仪采集的有效数据是01010101b。

单片机的串口使用TTL电平，是正逻辑电平信号。逻辑分析仪采集的数据0对应实际电压0~0.5V，数据1对应实际电压2.4v~5V ~ 5 V。

RS-232电平标准经常与TTL电平标准相比较。举个例子，

TTL电平标准常用于普通电子电路。在理想状态下，5V代表二进制逻辑1，0V代表逻辑0。为了提高串行通信的远距离传输和抗干扰能力，RS-232电平标准用-15V表示逻辑1，用+15V表示逻辑0。

在老式台式计算机中，通常有一个RS-232标准COM端口(也称为DB9接口):

在这个示例程序中，我们将串行端口波特率设置为115200bps。在串行通信中，符号只由一个二进制数表示(即只有0和1)，所以波特率和比特率是相等的。

比特率代表每秒传输的二进制数字的数量，因此我们知道传输一位数据的时间。我们能推导出波特率吗？从逻辑分析仪中，我们可以知道发送一位数据的时间如下:

发送一位数据大约需要8.667us，因此您可以计算一秒钟发送多少位数据:

计算出的波特率为115380bps，非常接近115200bps。最后，肯定有一些错误。产生这种误差的原因包括逻辑分析仪的质量和我们的测量环境。但这个误差也在允许范围内。您可以查看串行助理接收的数据是否正确:

可以看出，接收的数据是正确的，也就是波特率是正确的。

串口波特率不匹配怎么办？

在实践中。我们可能会遇到这样的情况，代码中配置的波特率与串行助手上设置的波特率相同，但还是有例外。

例如，如果我们向串行助手发送一个字符串，那么应该在串行助手上显示的字符串将会是乱码。或者我们发送一个数据给串口助手，发现数据被移动了。

在这种情况下，大多数波特率不对应，所以我们必须检查底层文件。如果代码中的波特率计算相关值(时钟)与实际情况不符，就会出现这种情况。比如我的一个同事以前也有过这种情况，就是这个原因。

使用STM32时，通常使用外部晶振，如STM32F103系列。外部晶振的输入范围为4 ~ 16mhz

经验值一般为8MHz，一般演示项目底层代码中的默认值也设置为8MHz，如:

但如果实际晶振没有粘贴8m，就会出现问题(比如串口波特率不正确)。追溯到源代码，串口波特率是在USART_Init函数中赋值的。打开此功能:

计算串口的波特率需要一个apbclock变量，这个值来自RCC_GetClocksFreq函数，然后打开这个函数:

所以需要注意的是，HSE_VALUE的取值要与实际情况相对应。

遇到这种问题找谁谈？是一个积累经验的过程，早点遇到坑可能是好事。像底层这样的问题很少遇到，但是一旦遇到就要更加困难，需要耐心寻找。

能够使用稳定的芯片是一件非常幸福的事情。用一个不稳定不成熟的芯片的时候，那个真的很难。遇到问题的时候，真的是怀疑人生。可能软件、硬件、芯片都有问题。

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