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標(biāo)題: 單片機(jī)初學(xué)者提問:請問串口中斷函數(shù)的最長時間怎么算? [打印本頁]

作者: Kankanxi 時間: 2023-8-23 01:53
標(biāo)題: 單片機(jī)初學(xué)者提問:請問串口中斷函數(shù)的最長時間怎么算?
比如有一串?dāng)?shù)據(jù)傳過來，字節(jié)和字節(jié)之前無時間間隔，我應(yīng)該控制我的串口中斷函數(shù)運行時間在多少以內(nèi)才能使下一個數(shù)據(jù)能正常被接收，是1/baud嗎。
另外還有個問題，如果晶振頻率算出來的串口中斷時間有浮點數(shù)誤差，那么接收一個字節(jié)后，下一個字節(jié)的起始位不會相對變短產(chǎn)生誤差嗎？如果是的話怎么解決？
附圖：

Snipaste_2023-08-23_01-52-06.png (10.57 KB, 下載次數(shù): 50)

產(chǎn)生了漂移

作者: Kankanxi 時間: 2023-8-23 02:30
比如說晶振頻率是12MHz

作者: Kankanxi 時間: 2023-8-23 02:59
另外，如果晶振頻率是11.0592MHz的話，雖然除盡了，但是誤差是不是在持續(xù)積累呢？我想問這種誤差積累到什么程度會出錯誤，另外，如何計算誤差。

作者: Kankanxi 時間: 2023-8-23 03:00
謝謝各位大佬的回復(fù)了

作者: wulin 時間: 2023-8-23 07:59

Kankanxi 發(fā)表于 2023-8-23 02:59
另外，如果晶振頻率是11.0592MHz的話，雖然除盡了，但是誤差是不是在持續(xù)積累呢？我想問這種誤差積累到什么 ...

1.一幀數(shù)據(jù)至少包含起始位、數(shù)據(jù)位、結(jié)束位。連續(xù)接收一串?dāng)?shù)據(jù)，串口中斷周期就是接收一幀數(shù)據(jù)的時間，中斷函數(shù)運行時間必須小于或遠(yuǎn)小于中斷周期。否則會丟失數(shù)據(jù)或不能及時處理數(shù)據(jù)。
2.異步通訊天然存在頻率和相位誤差，只要誤差在可控范圍就不會有問題。每一幀的起始位信號就相當(dāng)于修正一次誤差。不存在積累誤差一說。

作者: esslitao 時間: 2023-8-23 08:14
你好。串行數(shù)據(jù)無論是發(fā)送或是接收過程中，每個位每個字節(jié)是有間隔的。波特率的定義就是----串行口每秒鐘發(fā)送或是接收的二進(jìn)制的位數(shù)，就叫這個串口的波特率。特別是在不定長數(shù)據(jù)傳輸過程中，兩個字節(jié)的間隔超過一定值，就認(rèn)為是這一組數(shù)據(jù)傳輸完畢！

作者: 4091 時間: 2023-8-23 08:19
接收到數(shù)據(jù)觸發(fā)中斷，32和51是這樣，什么情況下中斷要靠計算時間才能進(jìn)入？

作者: munuc_w 時間: 2023-8-23 08:37
UART是異步通信，無特殊情況下，一幀數(shù)據(jù)是10bit，傳輸時間只跟波特率相關(guān)。幀與幀之間的間隔時間不一定是相同的，會受到其它中斷的影響。

作者: devcang 時間: 2023-8-23 09:48
硬件串口，只管中斷、接收。

作者: yzwzfyz 時間: 2023-8-23 11:30
樓主的想法是對的，的確如此：
實際上：A向B串行通訊時，是允許波特率有誤差的。
1、每幀，A會先發(fā)起始脈沖，而后再發(fā)數(shù)據(jù)。對方B會據(jù)此脈沖的邊沿，進(jìn)行同步，再依據(jù)自己波特率，每間隔一個周期，下載一位數(shù)據(jù)，由于兩方存在周期誤差（波特率誤差），積累N位后，必然會發(fā)生錯位現(xiàn)象。
2、如果雙方波特率完全一致，這個N=∞，如果誤差太大，N會很小。
3、好在還未發(fā)生錯位時（下載的位數(shù) < N），一幀就結(jié)束了，數(shù)據(jù)就不會出錯。
4、下一幀會重新同步，積累的誤差被清除重來。

硬件上通常采三取二。如你圖中所示，當(dāng)積累誤達(dá)到30%寬度左右時（估計值），采樣箭頭會出界。
設(shè)A方=9600，B方=9640，誤差約=1-9640/9000 = 0.416%，即每個脈沖會移位（誤差前移或后移）0.4%。
當(dāng)起始脈沖同步后，第幾個脈沖采樣會出界呢？
30% ÷ 0.416% = 72，在第72個脈沖之后，采樣會出界而錯。
一個字節(jié)通常有：需要 11至13個脈沖（起始+數(shù)據(jù)+校驗+停止）。如此算來：即使5個字節(jié)不進(jìn)行同步，也不會出錯。
以上是估算，并不是樓主所要的直接答案。
不過樓主可以以12個脈沖為界，估算出當(dāng)頻率偏差多少時會出錯。
不過要注意：以上參數(shù)要以手冊上的數(shù)據(jù)為參考。這樣才準(zhǔn)確一些。

手冊上會說明，當(dāng)接到起始脈沖邊沿后多久會進(jìn)行數(shù)據(jù)采樣（圖中的三個采樣脈沖），以及這三個采樣脈沖的間隔。這樣就計算得更準(zhǔn)確一點了。
也有一次采樣就認(rèn)定的（以手冊上說的為準(zhǔn)）。
這些主要定義允許誤差取多少？（極限是50%，保守取10%，上例取的是30%）。

作者: Kankanxi 時間: 2023-8-23 11:39

wulin 發(fā)表于 2023-8-23 07:59
1.一幀數(shù)據(jù)至少包含起始位、數(shù)據(jù)位、結(jié)束位。連續(xù)接收一串?dāng)?shù)據(jù)，串口中斷周期就是接收一幀數(shù)據(jù)的時間，中 ...

非常非常感謝您的回復(fù)。
但是我還是不太理解起始位修正誤差的說法，如果主機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)幀和幀之間無間隔（終止位緊接著起始位），又假設(shè)誤差較大，那么RI置位有可能發(fā)生在第一個幀的終止位的后段，甚至第二個幀的起始位的前段，這樣的話，單片機(jī)開始檢測rxd跳變的時間不就在第二個幀的起始位中前段嗎，第二個幀的起始位這一比特時間不就縮短了嗎，如此一來，當(dāng)發(fā)送的幀特別多，不就會出問題嗎。
本人大一剛剛開始入門，實驗條件可能不足，暫時在家沒有各種電子儀器實測信號，如果問題太過繁瑣簡單，還請多多諒解。

作者: Kankanxi 時間: 2023-8-23 12:01

yzwzfyz 發(fā)表于 2023-8-23 11:30
樓主的想法是對的，的確如此：
實際上：A向B串行通訊時，是允許波特率有誤差的。
1、每幀，A會先發(fā)起始脈 ...

非常非常感謝您的耐心回復(fù)。
請問幀和幀之間一般都存在停止位嗎？即使是連續(xù)發(fā)送的數(shù)據(jù)。
我主要是不太理解第四步，即起始位修正誤差的問題。如果幀和幀之間沒有停止位的間隔，我不理解誤差是如何消除的。如果主機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)幀和幀之間無間隔（終止位緊接著起始位），又假設(shè)誤差較大，那么RI置位有可能發(fā)生在第一個幀的終止位的后段，甚至第二個幀的起始位的前段，這樣的話，單片機(jī)開始檢測rxd跳變的時間不就在第二個幀的起始位中前段嗎，第二個幀的起始位這一比特時間不就縮短了嗎，如此一來，當(dāng)發(fā)送的幀特別多，不就會出問題嗎。
本人大一剛剛開始自學(xué)入門，暫時在家沒有各種電子儀器實測信號，如果問題太過繁瑣簡單，還請多多諒解。

作者: mtdzok 時間: 2023-8-23 12:25
主要是和波特率有關(guān)。比如9600波特率，最短字節(jié)間距大約1mS有足夠的時間存入緩存，并等待接收下一字節(jié)。具體起始停止位那是硬件的事

作者: Hephaestus 時間: 2023-8-23 16:17
樓主明顯對停止位理解有誤，停止位只是插入一個固定的間隔時間，只是時間概念，并不存在實際的數(shù)據(jù)位。發(fā)送端要發(fā)送固定停止位時間，接收端并不檢測停止位，只檢測起始位。就算兩端波特率有誤差，累積到停止位就算完事兒，從起始位開始從零開始累積。

作者: 188610329 時間: 2023-8-23 17:11
波特率誤差只要小于 2% 就可以忽略，不會影響傳輸。

起始位的作用，就是用來對齊的，所以，“誤差累計” 是不存在的。

停止位，在實際通信的過程中，尤其是目標(biāo)設(shè)備為單片機(jī)時，是可以不存在的，即大多時候，你發(fā)送完停止位之后，可以立刻發(fā)送起始位。
但是，在設(shè)備傳輸需求中又是普遍存在的，比如某設(shè)備要求2位停止位，代表他每接受完一個字節(jié)數(shù)據(jù)后，必須有兩個位的間隔才能繼續(xù)接收下一個字節(jié)。通常出現(xiàn)在性能比較差的老設(shè)備中。

作者: ydatou 時間: 2023-8-23 17:26
串口通訊到底有沒有累積誤差？對時鐘精度到底有何要求？_串口誤差容忍_liuxd3000的博客-CSDN博客 https://blog.csdn.net/liuxd3000/article/details/128396918

波特率誤差，上面鏈接講得很清楚了。下面的回答基于波特率為9600，1位停止位，無校驗的情形。
第1個問題：
單串口收到一字節(jié)數(shù)據(jù)時，只要在小于10/baud（約1.04ms）時間取出，就不會影響下一字節(jié)接收。很多單片機(jī)有串口緩存，這時間等于10/baud*(緩存數(shù)量+1)，例如新唐的m0有16字節(jié)收發(fā)緩存。只要在17.7mS內(nèi)處理不會出錯。
第2個問題：
只要收發(fā)波特率的偏差小于4.5%，就不會有問題。任意數(shù)量的數(shù)據(jù)通訊都不會有問題。

作者: Kankanxi 時間: 2023-8-24 15:27
感謝各位的解答，各位講的都對我有所幫助

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