[发明专利]一种串行数据传输的波特率校正硬件装置及设计方法

说明书

本发明公开了一种串行数据传输的波特率校正硬件装置，包括：数据总线、高速晶体振荡器、波特率信号产生器、发射接收控制线路、RC频率测试调整线路、波特率校准线路及波特率信号与校准信号混合器，所述波特率信号产生器分别与高速晶体振荡器、波特率信号与校准信号混合器及数据总线相连，所述RC频率测试调整线路分别与高速晶体振荡器及波特率校准线路相连，所述波特率信号与校准信号混合器分别与波特率校准线路及发射接收控制线路相连。本发明通过采用计时产品已有的低频晶体率振荡器，结合绝大多数单片机产品本身存在的内部振荡器，使用创新的波特率校正硬件设计，从而实现稳定的高波特率异步串行通信的功能。

技术领域

本发明涉及通信技术领域，具体为一种串行数据传输的波特率校正硬件装置及设计方法。

背景技术

波特率是一种衡量通信速度的参数,它表示每秒钟传送的bit的个数,连接到串口上的设备以约定的波特率进行通信,即串口两端的设备只有保持相同速率的条件下才能够实现正常通信,否则会出现调试指令无效、显示乱码。在正常情况下，串口芯片内部的数字电路通常有一个使用高频时钟的计数器，在收到起始位后计数器开始循环计数工作，在计数器计数到n/2的时候，接收端保存采样发送端发送过来的数据；而在实际应用中，由于串口两端的设备可能由于时钟精度不一致或其他设计因素导致波特率出现偏差,当发送端和接收端波特率偏差达到一定值时，接收端端就可能会收到错误数据，进而降低了通信的稳定性。

异步通信方法是靠信号本身进行控制的，以使得各种设备都能在一条数据总线上运行，并不依赖于发射和接受端所采用的具体时钟频率。所以对于异步通信信号而言，信号本身的精度是有要求的！通常情况下，在单片机做异步串行通信时，都会需要使用一个合适的晶体振荡器，对于较高波特率的异步通信则必须使用一个较高的晶体振荡器，甚至是一个特别规格的高速晶体振荡器。

在有计时功能的电子产品种，考虑到频率的精确性与低频率的省电特性，都会选择低频率振荡器作为计时时钟源头，例如32768hz晶体振荡器，但是如果相同的项目中需要进行较高波特率的异步串行通信，这时就需要另外增加一颗高频率的晶体震荡，通常情况会选择11.0592MHz或5.5296MHz等,这种常规做法的缺点一个是增加成本，另一方面也会由于采用较高的振荡频率而使得对产品的工作最低电压有不良的影响。

针对上述情况，我们需要一种串行数据传输的波特率校正硬件装置及设计方法，通过采用计时产品已有的低频晶体率振荡器，结合绝大多数单片机产品本身存在的内部振荡器，使用创新的波特率校正硬件设计，从而实现稳定的高波特率异步串行通信的功能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种串行数据传输的波特率校正硬件装置及设计方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种串行数据传输的波特率校正硬件装置，包括：数据总线、高速晶体振荡器、波特率信号产生器、发射接收控制线路、RC频率测试调整线路、波特率校准线路及波特率信号与校准信号混合器，

所述高速晶体振荡器用于为串行通信提供振荡频率；

所述波特率信号产生器通过使用高速晶体振荡器，分频产生串行通信的基础时钟，为波特率的16倍频率；

所述发射接收控制线路作为串行数据通信控制线路，包括TxD和RxD两部分，所述TxD用于串行通信中发送数据，所述RxD用于串行通信中接收输入数据；

所述波特率校准线路通过高速晶体振荡器的振荡频率与波特率信号产生器输出以及相关参数的计算结果，设定波特率调整周期，所述波特率校准线路类似一个特别的定时器；

所述波特率信号与校准信号混合器用于在每一个设定的周期数内，延长波特率基础信号一个周期，实现波特率频率的校正功能；

所述RC频率测试调整线路获取高速晶体振荡器的振荡频率；