串口波特率(怎么测量实际的波特率、比特率?)
通常用串口打印乱码大多是因为串口波特率不对 。那么我们应该如何测量实际的波特率呢?在此之前,让我们回顾一下波特率的概念 。
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什么是波特率和比特率?
比特率的英文是Bitrate,它表示每秒传输的二进制位数,单位为比特/秒(bit/s) 。
波特率的英文是Baudrate,它表示每秒传输的码元符号的个数,是衡量数据传输速率的指标 。
码元是通信信号调制的概念 。具有相同时间间隔的符号通常用于表示通信中的二进制数 。这种的信号称为码元 。
在普通通信传输中,0V代表数字0,5V代表数字1,所以一个码元可以代表0和1两种状态,所以一个码元等于一个二进制位,波特率与比特率一致 。
【怎么测量实际的波特率、比特率? 串口波特率】
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如果0V、2V、4V网和6V在通信传输中分别代表二进制数00、01、10和11,那么每个码元可以代表四种状态,即两个二进制位,因此码元数是二进制位数的一半,此时波特率是比特率的一半 。
因为在许多常见的通信中,例如串口通讯中,一个码元代表两种状态,所以我们通常直接用波特率来表示比特率 。
串口通讯协议
在串口通信的协议层,它规定了数据包的内容,由起始位、主数据、校验位和停止位组成 。通讯双方的数据包格式应一致,才能正常收发数据 。数据帧的组成如下:
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让我们实际验证数据帧是否真的是这样,编写以下代码:
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代码非常简单,即使用串口连续向外发送数据0xAA(当然也可以发送其他数据) 。我们的串口配置如下:
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我们可以用示波器或逻辑分析仪抓取实际信号,看数据是否符合上述格式 。在网这里,我们用逻辑分析仪来捕捉usart1的传输信号线网(TX):
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从实际结果中,我们可以看出它确实是按照帧格式发送的 。有些人可能对此有所怀疑 。在上面的数据帧的图片中存在空闲状态 。这是什么?空闲、空闲,当然不是在发送数据的状态,我们把代码改为:
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初始化完成后,只发送一个0XAA,逻辑分析仪捕获的数据是:
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可见,空闲状态是高电平 。在前面的示例中,我们在while循环中发送了数据0XAA,因此没有空闲状态 。
在这个实验中,我们需要知道两点是:
串口发送的数据首先是低位的 。我们的单片机发送0XAA(10101010B),逻辑分析仪采集的有效数据为01010101b 。
单片机的串口使用TTL电平,这是一个正的逻辑电平信号 。逻辑分析仪采集的数据0对应实际电压0~0.5V,数据1对应实际电压2.4v~5V 。
RS-232电平标准常与TTL电平标准相比较 。例如,
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TTL电平标准常用于普通电子电路中 。在理想状态下,5V表示二进制逻辑1,0V表示逻辑0 。为了提高串口通信的远距离传输和抗干扰能力,RS-232电平标准用-15V表示逻辑1,+15V表示逻辑0 。
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