问题描述

  最近在基于小华半导体MCU HC32F460JETA进行产品开发时（USB虚拟4路串口），发现当虚拟串口配置的波特率为1200bps及以下时，与之对应的物理串口侧并不能收发正确的数据，但是当虚拟串口配置的波特率在2400bps~115200bps这个区间时，物理串口收发数据正常。

排查过程

  分析该问题最简单的方式就是直接在线调试程序。
  如下图，当将设备查到电脑USB口时，此时“设备管理器”中出现了4路串口。

  通过串口调试助手打开其中一个串口（1200.8.1.E）时，此时代码会执行到如下图的位置（USB_VCP_CtrlParam --> SET_LINE_CODING），用于设置虚拟串口的配置信息（波特率、数据位、校验位、停止位），同时调用与之对于的物理串口。

  如下图，是华大驱动库串口初始化函数，跟踪程序时发现，调用波特率配置函数USART_SetBaudrate()时返回错误，那就基本定位了问题点了。继续进入USART_SetBaudrate()进行分析。

  如下图所示，发现DIV_Integer的值过大，超过了宏值USART_BRR_DIV_INTEGER_MAX(0xFF)，导致波特率配置失败。由于波特率配置失败，就导致了虚拟串口的波特率与物理串口的波特率不一致，进而导致两者之间通信失败。

  通过上面的分析，可以清晰的看出波特率配置失败（波特率还是上一次的波特率），校验位、数据位、奇偶校验位等却是配置成功的。那为什么DIV_Integer的值会超限呢，那我们需要从串口的时钟配置去分析。

问题分析

（1）从下图中可以看出USART1、USART2挂在APB1总线上（MAX：100MHz），USART3、USART4挂在APB2总线上（MAX：100MHz）。

（2）使用外部时钟，晶振频率为12MHz，系统时钟配置为200MHz，PCLK1为2分频，故APB1时钟总线的频率为100MHz。

（3）下图中，串口配置的预分频值为USART_CLK_DIV16（16分频），那么此时我们可以得到串口1的时钟为APB1_CLK / USART_CLK_DIV16，即（100/16 = 6.25MHz），由此可以确认当前USART1的时钟为6.25MHz。

（4）下图中，显示的是“波特率寄存器”，该寄存器由两部分组成：整数分频寄存器 DIV_Integer（MAX：0xFF），小数分频寄存器 DIV_Fraction（MAX：0x7F）。

  计算公式：DIV_Integer = C / (B x 8 x (2 - OVER8)) - 1；

当波特率（B）为：1200bps，即0.0024MBps，时钟频率（C）：6.25MHz，OVER8 = 0时，DIV_Integer = 6.25 / (0.0024 x 8 x (2 - 0)) - 1 = 324 = 0x144；此值已超过寄存器能表示的最大值0xFF，故波特率设置失败。

解决方案

  从上面的分析可以看出，当波特率过低的时候，需要降低串口的时钟才能得到一个合理的DIV_Integer值。同样的道理，当波特率较高时，必须提高串口的时钟才能得到一个合理的DIV_Integer值。
  因此，在串口初始化之前，首先根据波特率的配置，实时调整串口的预分频值，可以达到合理配置DIV_Integer值的目的。