串口通信-傳輸速率與傳輸距離

在串行通信中,用 " 波特率 " 來描述數(shù)據(jù)的傳輸速率.所謂波特率,即每秒鐘傳送的二進(jìn)制位數(shù),其單位為 bps ( bits per second ).它是衡量串行數(shù)據(jù)速度快慢的重要指標(biāo).有時(shí)也用 " 位周期 " 來表示傳輸速率,位周期是波特率的倒數(shù).國際上規(guī)定了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)波特率系列: 110 、 300 、 600 、 1200 、 1800 、 2400 、 4800 、 9600 、 14.4Kbps 、 19.2Kbps 、 28.8Kbps 、 33.6Kbps 、 56Kbps . 例如: 9600bps ,指每秒傳送 9600 位,包含字符的數(shù)位和其它必須的數(shù)位,如奇偶校驗(yàn)位等. 大多數(shù)串行接口電路的接收波特率和發(fā)送波特率可以分別設(shè)置,但接收方的接收波特率必須與發(fā)送方的發(fā)送波特率相同.通信線上所傳輸?shù)淖址麛?shù)據(jù)(代碼)是逐為位傳送的, 1 個(gè)字符由若干位組成,因此每秒鐘所傳輸?shù)淖址麛?shù)(字符速率)和波特率是兩種概念.在串行通信中,所說的傳輸速率是指波特率,而不是指字符速率,它們兩者的關(guān)系是:假如在異步串行通信中,傳送一個(gè)字符,包括 12 位(其中有一個(gè)起始位, 8 個(gè)數(shù)據(jù)位, 2 個(gè)停止位),其傳輸速率是 1200b/s ,每秒所能傳送的字符數(shù)是 1200/(1+8+1+2)=100 個(gè).

2. 發(fā)送／接收時(shí)鐘
在串行傳輸過程中,二進(jìn)制數(shù)據(jù)序列是以數(shù)字信號(hào)波形的形式出現(xiàn)的,如何對(duì)這些數(shù)字波形定時(shí)發(fā)送出去或接收進(jìn)來,以及如何對(duì)發(fā)／收雙方之間的數(shù)據(jù)傳輸進(jìn)行同步控制的問題就引出了發(fā)送／接收時(shí)鐘的應(yīng)用.
在發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí),發(fā)送器在發(fā)送時(shí)鐘(下降沿)作用下將發(fā)送移位寄存器的數(shù)據(jù)按串行移位輸出；在接收數(shù)據(jù)時(shí),接收器在接收時(shí)鐘(上升鹽)作用下對(duì)來自通信線上串行數(shù)據(jù),按位串行移入移位寄存器.可見,發(fā)送／接收時(shí)鐘是對(duì)數(shù)字波形的每一位進(jìn)行移位操作,因此,從這個(gè)意義上來講,發(fā)送／接收時(shí)鐘又可叫做移位始終脈沖.另外,從數(shù)據(jù)傳輸過程中,收方進(jìn)行同步檢測的角度來看,接收時(shí)鐘成為收方保證正確接收數(shù)據(jù)的重要工具.為此,接收器采用比波特率更高頻率的時(shí)鐘來提高定位采樣的分辨能力和抗干擾能力.

3. 波特率因子
在波特率指定后,輸入移位寄存器 / 輸出移位寄存器在接收時(shí)鐘 / 發(fā)送時(shí)鐘控制下,按指定的波特率速度進(jìn)行移位.一般幾個(gè)時(shí)鐘脈沖移位一次.要求:接收時(shí)鐘 / 發(fā)送時(shí)鐘是波特率的 16 、 32 或 64 倍.波特率因子就是發(fā)送／接收 1 個(gè)數(shù)據(jù)( 1 個(gè)數(shù)據(jù)位)所需要的時(shí)鐘脈沖個(gè)數(shù),其單位是個(gè)／位.如波特率因子為 16 ,則 16 個(gè)時(shí)鐘脈沖移位 1 次. 例:波特率 =9600bps ,波特率因子 =32 ,則接收時(shí)鐘和發(fā)送時(shí)鐘頻率 =9600 × 32=297200Hz .

4. 傳輸距離
串行通信中,數(shù)據(jù)位信號(hào)流在信號(hào)線上傳輸時(shí),要引起畸變,畸變的大小與以下因素有關(guān):
波特率 -- 信號(hào)線的特征(頻帶范圍)
傳輸距離 -- 信號(hào)的性質(zhì)及大小(電平高低、電流大小)
當(dāng)畸變較大時(shí),接收方出現(xiàn)誤碼.
在規(guī)定的誤碼率下,當(dāng)波特率、信號(hào)線、信號(hào)的性質(zhì)及大小一定時(shí),串行通信的傳輸距離就一定.為了加大傳輸距離,必須加MODEM.