波特率计算公式及含义(uart的波特率是如何确定的)
波特率计算公式
作者: 郑州IT培训
2020-05-15 15:25:24
[ 闻蜂导读 ] 在信息传输通道中,波特率指数据信号对载波的调制速率,它用单位时间内载波调制状态改变的次数来表示,下面由IT培训网详细分析。

波特率是什么?

在数字通信中的数据传输速率与调制速率是两个容易混淆的概念。数据传输速率(又称码率、比特率或数据带宽)描述通信中每秒传送数据代码的比特数,单位是bps。

当要将数据进行远距离传送时,往往是将数据通过调制解调技术进行传送的,即将数据信号先调制在载波上传送,如QPSK、各种QAM调制等,在接收端再通过解调得到数据信号。数据信号在对载波调制过程中会使载波的各种参数产生变化(幅度变化、相位变化、频率变化、载波的有或无等,视调制方式而定),波特率是描述数据信号对模拟载波调制过程中,载波每秒中变化的数值,又称为调制速率,波特率又称符号率。

在数据调制中,数据是由符号组成的,随着采用的调制技术的不同,调制符号所映射的比特数也不同。符号又称单位码元,它是一个单元传送周期内的数据信息。如果一个单位码元对应二个比特数(一个二进制数有两种状态0和1,所以为二个比特)的数据信息,那么符号率等于比特率;如果一个单位码元对应多个比特数的数据信息(m个),则称单位码元为多进制码元。此时比特率与符号率的关系是:比特率=符号率*log2 m,比如QPSK调制是四相位码,它的一个单位码元对应四个比特数据信息,即m=4,则比特率=2*符号率,这里“log2 m”又称为频带利用率,单位是:bps/hz。

另外已调信号传输时,符号率(SR)和传输带宽(BW)的关系是:BW=SR(1+α),α是低通滤波器的滚降系数,当它的取值为0时,频带利用率最高,占用的带宽最小,但由于波形拖尾振荡起伏大(如图5-15b),容易造成码间干扰;当它的取值为1时,带外特性呈平坦特性,占用的带宽最大是为0时的两倍;由此可见,提高频带利用率与"拖尾"收敛相互矛盾,为此它的取值一般不小于0.15。例如,在数字电视系统,当α=0.16时,一个模拟频道的带宽为8M,那么其符号率=8/(1+0.16)=6.896Ms/s。如果采用64QAM调制方式,那么其比特率=6.896*log2 64=6.896*6=41.376Mbps

波特率即调制速率,指的是信号被 调制 以后在单位时间内的 波特 数,即单位时间内 载波 参数变化的次数。它是对信号传输速率的一种度量,通常以“波特每秒”(Bps)为单位。 波特率有时候会同 比特率 混淆,实际上后者是对信息传输速率(传信率)的度量。波特率可以被理解为单位时间内传输码元符号的个数(传符号率),通过不同的调制方法可以在一个码元上负载多个比特信息。因此信息传输速率即比特率在数值上和波特率有这样的关系。

计算机内部采用二进制的方式计数,那么它为什么又能识别十进制数和各种字符、图形呢?其实,不论是数值数据还是文字、图形等,在计算机内部都采用了一种编码标准。通过编码标准可以把它转换成二进制数来进行处理,计算机将这些信息处理完毕再转换成可视的信息显示出来。常用的字符代码是ASCII码,它原来是美国的国家标准,1967年被定为国际标准。

ASCII码由8位二进制数组成,其中最高位为校验位,用于传输过程检验数据正确性。其余7位二进制数表示一个字符,共有128种组合。如回车的ASCII码为0001101(13),空格的ASCII码为0100000(32),“0” 的ASCII码为0110000(48),“A” 的ASCII码为1000001(65),“a”的ASCII码为1100001(97)。

波特率计算公式有哪些?

在串行通信中,收发双方对发送或接收的数据速率要有一定的约定,我们通过软件对MCS—51串行口编程可约定四种工作方式。其中,方式0和方式2的波特率是固定的,而方式1和方式3的波特率是可变的,由定时器T1的溢出率决定。

串行口的四种工作方式对应着三种波特率。由于输人的移位时钟的来源不同,所以,各种方式的波特率计算公式也不同。

一、方式0的波特率

方式0时,移位时钟脉冲由56(即第6个状态周期,第12个节拍)给出,即每个机器周期产生一个移位时钟,发送或接收一位数据。所以,波特率为振荡频率的十二分之一,并不受 PCON寄存器中SMOD的影响,即:方式0的波特率=fosc/12

二、方式2的波特率

串行口方式2波特率的产生与方式0不同,即输入时钏源的频率不同,控制接收与发送的移位时钟由振荡频率Foec的第二节拍P2(即Foec/2)给出,所以,方式2波特率取决于PCON中SMOD位的值,当SMOD=0时,波特率为Foec的六十四分之一;若SMOD=1,则波特率为Foec的三十二分之一,即:方式2的波特率=2smod/64*Foec。

三、方式l和方式3的波特率

方式1和方式3的移位时钟脉冲由定时器T1的溢出率决定,故波特宰由定时器T1的溢出率与SMOD值同时决定,即:方式1和方式3的波特率=2SMOD/32•T1溢出率。

其中,溢出率取决于计数速率和定时器的预置值。计数速率与TMOD寄存器中C/T的状态有关。当C/T=0时,计数速率=fosc/2;当C/T=1时,计数速率取决于外部输入时钟频率。

当定时器Tl作波特率发生器使用时,通常选用可自动装入初值模式(工作方式2),在工作方式2中,TLl作为计数用,而自动装入的初值放在THl中,设计数初值为x,则每过“256一x”个机器周期,定时器T1就会产生一次溢出。为了避免因溢出而引起中断,此时应禁止T1中断。这时,溢出周期为:系统晶振频率选为11.0592MHZ就是为了使初值为整数,从而产生精确的波特率。

如果串行通信选用很低的波特率,可将定时器Tl置于工作方式0或工作方式1,但在这种情况下,T1溢出时,需用中断服务程序重装初值。中断响应时间和执行指令时间会使波特率产生一定的误差,可用改变初值的办法加以调整,上表列出了各种常用的波特率及其初值。

总而言之,认识波特率从定义开始,逐步熟悉公式,每一个点滴的知识小结,总结到位,为以后的技术之路做好铺垫。

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