串口通信-传输速率与传输距离

在串行通信中,用 " 波特率 " 来描述数据的传输速率.所谓波特率,即每秒钟传送的二进制位数,其单位为 bps ( bits per second ).它是衡量串行数据速度快慢的重要指标.有时也用 " 位周期 " 来表示传输速率,位周期是波特率的倒数.国际上规定了一个标准波特率系列: 110 、 300 、 600 、 1200 、 1800 、 2400 、 4800 、 9600 、 14.4Kbps 、 19.2Kbps 、 28.8Kbps 、 33.6Kbps 、 56Kbps . 例如: 9600bps ,指每秒传送 9600 位,包含字符的数位和其它必须的数位,如奇偶校验位等. 大多数串行接口电路的接收波特率和发送波特率可以分别设置,但接收方的接收波特率必须与发送方的发送波特率相同.通信线上所传输的字符数据(代码)是逐为位传送的, 1 个字符由若干位组成,因此每秒钟所传输的字符数(字符速率)和波特率是两种概念.在串行通信中,所说的传输速率是指波特率,而不是指字符速率,它们两者的关系是:假如在异步串行通信中,传送一个字符,包括 12 位(其中有一个起始位, 8 个数据位, 2 个停止位),其传输速率是 1200b/s ,每秒所能传送的字符数是 1200/(1+8+1+2)=100 个.

2. 发送／接收时钟
在串行传输过程中,二进制数据序列是以数字信号波形的形式出现的,如何对这些数字波形定时发送出去或接收进来,以及如何对发／收双方之间的数据传输进行同步控制的问题就引出了发送／接收时钟的应用.
在发送数据时,发送器在发送时钟(下降沿)作用下将发送移位寄存器的数据按串行移位输出；在接收数据时,接收器在接收时钟(上升盐)作用下对来自通信线上串行数据,按位串行移入移位寄存器.可见,发送／接收时钟是对数字波形的每一位进行移位操作,因此,从这个意义上来讲,发送／接收时钟又可叫做移位始终脉冲.另外,从数据传输过程中,收方进行同步检测的角度来看,接收时钟成为收方保证正确接收数据的重要工具.为此,接收器采用比波特率更高频率的时钟来提高定位采样的分辨能力和抗干扰能力.

3. 波特率因子
在波特率指定后,输入移位寄存器 / 输出移位寄存器在接收时钟 / 发送时钟控制下,按指定的波特率速度进行移位.一般几个时钟脉冲移位一次.要求:接收时钟 / 发送时钟是波特率的 16 、 32 或 64 倍.波特率因子就是发送／接收 1 个数据( 1 个数据位)所需要的时钟脉冲个数,其单位是个／位.如波特率因子为 16 ,则 16 个时钟脉冲移位 1 次. 例:波特率 =9600bps ,波特率因子 =32 ,则接收时钟和发送时钟频率 =9600 × 32=297200Hz .

4. 传输距离
串行通信中,数据位信号流在信号线上传输时,要引起畸变,畸变的大小与以下因素有关:
波特率 -- 信号线的特征(频带范围)
传输距离 -- 信号的性质及大小(电平高低、电流大小)
当畸变较大时,接收方出现误码.
在规定的误码率下,当波特率、信号线、信号的性质及大小一定时,串行通信的传输距离就一定.为了加大传输距离,必须加MODEM.