[发明专利]波特率发生器

说明书

技术领域

本发明涉及数字集成电路设计和串行通信技术领域，具体来说，本发明涉及一种波特率发生器。

背景技术

波特率是指数据信号对载波的调制速率，它用单位时间内载波调制状态改变的次数来表示。波特率发生器本身不产生波特率时钟，其作用是从输入的系统时钟转换出需要的波特率。一般地，波特率时钟频率/波特率因子＝波特率。例如，传统单片机串行口波特率(BaudRate)由下式计算：

BaudRate＝Fsys/[(32768-TH)*16]

其中BaudRate为串行口波特率，Fsys为晶体振荡器或者系统时钟的频率，TH为通用定时器的重载数据寄存器的值。

图1为现有技术中一个波特率发生器的模块结构示意图，其可以集成于单片机的内部。如图所示，当前的波特率发生器100一般可以包括：

通用定时器101，与系统时钟相连接，用于定时、计数、测量脉冲宽度和产生串口波特率的起始溢出信号；

2分频器102，与通用定时器101相连接，用于控制波特率是否翻倍；

16分频器103，分别与2分频器102和后续的串口模块104相连接，用于把波特率16等分输出。

更具体地，通用定时器101可以包括：

控制寄存器105，用于开关计数器107、选择通用定时器101的工作模式和控制中断；

重载数据寄存器106，与控制寄存器105相连接，用于当计数器107溢出时，把自己的值载入计数器107中；

计数器107，分别与系统时钟、控制寄存器105和重载数据寄存器106相连接，用于以系统频率的速度递增计数，当计数到256时溢出。

现有技术的波特率发生器100的工作原理大致如下：

先设置通用定时器101中重载数据寄存器106的值，再开启通用定时器101；当计数器107从重载数据计数到溢出时，输出反转信号；此反转信号(溢出信号)依次经过2分频器102(由SMODE位控制)和16分频器103后输出给串口模块104，成为串口模块104的移位时钟信号，即串口波特率。

在进行实际的串行通信时，电平分别在7、8和9等分时刻被采样，这样能提高串口通信的抗干扰性能。

但是，目前的波特率发生器至少还存在如下的缺点：

a)目前的单片机内部集成的一个波特率发生器需要单独占用一个通用定时器，如果使用两个波特率发生器将会占用两个通用定时器，这可能导致定时器的缺乏，以至于不能满足应用需求；

b)当系统时钟值不是所需波特率的整数倍时，那么由系统时钟经过定时器和16分频器分出来的波特率就会出现偏差。在波特率较低时，这种偏差不大；而当波特率较高时，偏差太大，甚至无法正确通信。

发明内容

本发明所要解决的一个技术问题是提供一种波特率发生器，能够解决单片机内部的定时器被波特率发生器过多占用，导致定时器缺乏的问题。

本发明所要解决的另一个技术问题是提供一种波特率发生器，能够解决波特率偏差过大，以至于影响正常串行通信的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种波特率发生器，包括：

独立定时器，与系统时钟相连接，用于产生串行口波特率的起始溢出信号；

16分频器，与所述独立定时器相连接，用于将所述波特率16等分；

比特宽度微调器，分别与所述系统时钟、16分频器和后续的串口模块相连接，用于对所述16等分的波特率时钟信号的宽度进行微调输出。

可选地，所述独立定时器包括：

计数器，分别与所述系统时钟和16分频器相连接，用于以系统频率的速度递增计数，当计数到32768时溢出；

重载数据寄存器，与所述计数器相连接，用于当所述计数器溢出时，把自己的值载入所述计数器中。

可选地，所述比特宽度微调器包括：

比特微调数据寄存器，用于存放需要对所述波特率调节的数值；

乘法器，分别与所述比特微调数据寄存器和系统时钟相连接，用于根据所述系统时钟将所述比特微调数据寄存器的值转化为调节的宽度值；

加法器，分别与所述16分频器和乘法器相连接，用于根据波特率精度的要求改变所述16分频器后的信号宽度。

可选地，所述串行口波特率由下式计算：

BaudRate＝Fsys/[(32768-SBRT)*16+BFINE]

其中BaudRate为所述串行口波特率，Fsys为所述晶体振荡器或者系统时钟的频率，SBRT为所述重载数据寄存器的值，而BFINE为所述比特微调数据寄存器的值。