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什么是串口波特率?串口通信为什么要设置波特率?

亿佰特物联网应用专家 2023-11-03 08:21 次阅读

电子设备的世界中,数据是通过各种方式进行传输的。其中,串口通信是一种常见的数据传输方式,它以其简单、可靠和广泛的特性,成为了电子设备间通信的重要手段。而在串口通信中,有一个非常重要的参数——波特率。串口通信为什么要设置波特率?今天,我们就来认识波特率。

什么是串口波特率?

我们需要先了解一下什么是波特率。波特率(Baud Rate)是衡量数据传输速率的单位,它表示每秒传输的码元(符号)的个数。换句话说,波特率就是数据的“脉搏”,它决定了数据的传输速度。

波特率与比特率的关系:

比特率 = 波特率 * 单个调制状态对应的二进制位数。

通过不同的调制方式,可以在一个码元上负载多个bit位信息

在串口通信中传输码元就是比特(bit),因此波特率=比特率=时钟周期的数值。

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串口波特率,就是在串口通信中每秒传输的二进制位数。它是串口通信的一个重要参数,决定了串口通信的速度和稳定性。一般而言,波特率越高,数据传输速度就越快。波特率是由发送方和接收方共同决定的。在串口通信中,发送方和接收方需要通过某种方式(如协议)约定一个共同的波特率,然后按照这个波特率进行数据的发送和接收。

根据不同的应用需求,串口波特率主要可分为以下几种:

①标准波特率:包括2400、4800、9600、19200、38400、57600、115200等标准波特率。其中9600波特率是最常用的,可满足大多数的通信需求。

②高波特率:230400、460800、921600等高波特率,适用于对数据传输速度要求较高的应用。

③自适应波特率:根据通信双方的通信协议和传输介质自动选择合适的波特率。

④可编程波特率:可以根据需要自行设置波特率,主要用于一些特殊应用场景。

串口通信为什么要设置波特率?

假设发送方和接收方没有约定一个共同的波特率,那么它们就无法正确地解析对方发送的数据,从而导致通信失败。可见设置波特率是保证串口通信成功的关键,我们在进行串口通信时,一定要重视波特率的设置。

波特率一般是在硬件异步通信时需要指定的,即硬件上没有同步时钟线(CLK),因为没有时钟线做同步,所以发送方与接收发需要设置发送与接收波特率。

串口波特率的计算方式

串口波特率是串口通信的核心参数,在串口通信中,常用的波特率有9600、19200、38400、57600、115200等。这些波特率都是2的整数次幂,这是因为计算机处理二进制数据的效率最高。

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串口波特率的计算方法主要有两种:直接法和间接法。直接法是通过测量单位时间内传输的脉冲数来计算波特率,这种方法简单易行,但需要专用的测试设备。间接法则是通过测量单位时间内传输的字符数来计算波特率,这种方法不需要专用的测试设备,但计算过程较为复杂。

我们可以通过以下公式来计算串口波特率:

Baud Rate = Symbol Rate / (Number of bits per symbol)

Symbol Rate:是每个符号(如一个位)代表的信号变化次数;

Number of bits per symbol:是每个符号代表的位数。

如何选择串口波特率?

在实际应用中,通常需要通过软件来设置和调整串口波特率,大多数编程语言都提供了设置串口波特率的函数或方法,用户只需要调用这些函数或方法,就可以方便地设置和调整串口波特率。由于硬件和软件的限制,实际的串口波特率可能会低于设定的波特率。这种现象被称为“波特率误差”。为了减少波特率误差,我们可以采取一些措施,比如使用高质量的串口线、优化软件算法等。

串口波特率的选择需要根据具体的通信需求来确定。如果需要传输的数据量较小,可以选择较低的波特率;如果需要传输的数据量较大,就需要选择较高的波特率。同时,还需要考虑通信的稳定性和抗干扰能力。一般来说,较高的波特率可以提高通信的稳定性和抗干扰能力,但同时也会增加硬件的复杂性和成本。另外,异步通信没有时钟同步信号,在传输的每个字节中采样有误差积累,一般用于低速设备

除了基本的数据传输功能外,串口通信还可以实现一些高级功能,如奇偶校验、数据位校验、停止位设置等。这些高级功能可以进一步提高串口通信的稳定性和可靠性。

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串口通信由于其简单、可靠、成本低的特点,很长一段时间内仍会被广泛使用。因此,对串口波特率的深入理解和掌握,对于电子工程师来说是非常必要的。

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