波特率误差计算器

嵌入式开发中，UART 波特率由系统时钟分频得到。晶振频率不能整除目标波特率时会产生误差，误差超过 ±2% 通信就可能丢帧。

核心公式

KATEX_0

实际波特率 $BR_{actual} = f_{osc} / (16 \times N)$，其中 $N = \text{round}(f_{osc} / (16 \times BR_{target}))$ 为分频寄存器整数。

slex: "0.1",
  namespace: "example_baud_rate_calculator",
  g: {
    freq: 8,
    freqUnit: "MHz",
    baud: 115200,
    freqHz: function () { var m = { MHz: 1e6, kHz: 1e3, Hz: 1 }; return this.freq * (m[this.freqUnit] || 1e6); },
    divisor: function () { return this.freqHz() / (16 * this.baud); },
    regValue: function () { return Math.round(this.divisor()); },
    actualBaud: function () { return this.freqHz() / (16 * this.regValue()); },
    error: function () { return Math.abs((this.actualBaud() - this.baud) / this.baud * 100); },
    reliability: function () { var e = this.error(); return e < 0.5 ? "优秀" : e < 2 ? "可接受" : e < 5 ? "有风险" : "不可用"; },
    tone: function () { var e = this.error(); return e < 0.5 ? "success" : e < 2 ? "info" : e < 5 ? "warning" : "danger"; }
  },
  layout: {
    "section:baud": {
      eyebrow: "计算器",
      title: "波特率误差计算器",
      subtitle: "输入晶振频率和目标波特率，计算误差。",
      "card:baud": {
        title: "波特率误差计算器",
      "grid:params": {
        columns: 1, mdColumns: 2,
        "column:freqField": {
          "input:freq": { label: "晶振频率", "$value": "g.freq", type: "number", unit: "MHz", onchange: "g.freq = Number($event || 0)" }
        },
        "column:baudField": {
          "select:baud": { label: "目标波特率", "$value": "g.baud", options: [{ label: "9600", value: 9600 }, { label: "19200", value: 19200 }, { label: "38400", value: 38400 }, { label: "57600", value: 57600 }, { label: "115200", value: 115200 }, { label: "230400", value: 230400 }, { label: "460800", value: 460800 }], onchange: "g.baud = Number($event)" }
        },
        "column:unitField": {
          "select:unit": { label: "频率单位", "$value": "g.freqUnit", options: [{ label: "MHz", value: "MHz" }, { label: "kHz", value: "kHz" }, { label: "Hz", value: "Hz" }], onchange: "g.freqUnit = String($event)" }
        },
        "column:divField": {
          "stat:divisor": { label: "分频比", "$value": "g.divisor().toFixed(3)" }
        }
      },
      "formula:equation": { "$tex": "'\\\\text{Error} = \\\\frac{|' + g.actualBaud().toFixed(0) + ' - ' + g.baud + '|}{' + g.baud + '} \\\\times 100\\\\% = ' + g.error().toFixed(2) + '\\\\%'" },
      "grid:results": {
        columns: 1, mdColumns: 4,
        "stat:actualBaud": { label: "实际波特率", "$value": "g.actualBaud().toFixed(0)", unit: "bps" },
        "stat:error": { label: "误差", "$value": "g.error().toFixed(2)", unit: "%" },
        "stat:reliability": { label: "可靠性", "$value": "g.reliability()", "$tone": "g.tone()" },
        "stat:regValue": { label: "寄存器值", "$value": "g.regValue()" }
      },
      "callout:advice": { "$tone": "g.tone()", "$text": "g.error() < 0.5 ? '误差极小，通信可靠。' : g.error() < 2 ? '误差在可接受范围内（<2%），绝大多数场景可用。' : g.error() < 5 ? '误差偏大，长帧通信可能失败，建议更换晶振或降低波特率。' : '误差过大，通信不可靠。请选择能整除的晶振频率。'" }
      }
    }
  }
}

常用晶振频率与波特率误差表

晶振 9600 19200 38400 57600 115200
1.8432 MHz 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
3.6864 MHz 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
4.0000 MHz 8.51 8.51 8.51 8.51 8.51
7.3728 MHz 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
8.0000 MHz 8.51 8.51 8.51 8.51 8.51
11.0592 MHz 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
14.7456 MHz 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
16.0000 MHz 8.51 8.51 8.51 8.51 8.51

工程笔记：