2分鐘搞懂如何計(jì)算uart速率

一、前言

1960年代，DEC（Digital Equipment Corp）公司的Gordon Bell采用大約50個(gè)分離元件設(shè)計(jì)了一個(gè)電路板，發(fā)明了UART。

時(shí)至今日，已經(jīng)60多年，雖然在個(gè)人消費(fèi)類(lèi)電子產(chǎn)品中，UART已近乎絕跡；但在工業(yè)、科研、國(guó)防、航空/航天等領(lǐng)域，UART卻無(wú)處不在。

很多從事多年嵌入式開(kāi)發(fā)的老鐵居然還不會(huì)根據(jù)波特率計(jì)算UART的速率，下面彭老師2分鐘帶你掌握計(jì)算方法。

二、uart幀格式

要證明速率的計(jì)算，必須搞清楚uart數(shù)據(jù)幀格式

其中各位的意義如下：

? 起始位：先發(fā)出一個(gè)邏輯“0”信號(hào)，表示傳輸字符的開(kāi)始；

? 數(shù)據(jù)位：可以是5~8位邏輯“0”或“1”，如ASCII碼（7位），擴(kuò)展BCD碼（8位），小端傳輸；

? 校驗(yàn)位：數(shù)據(jù)位加上這一位后，使得“1”的位數(shù)應(yīng)為偶數(shù)(偶校驗(yàn))或奇數(shù)(奇校驗(yàn)) ；

? 停止位：它是一個(gè)字符數(shù)據(jù)的結(jié)束標(biāo)志?？梢允?位、1.5位、2位的高電平【通常為1位】；

? 空閑位：處于邏輯“1”狀態(tài)，表示當(dāng)前線(xiàn)路上沒(méi)有資料傳送。

例如我們傳輸數(shù)據(jù)0X33（00110011），那么對(duì)應(yīng)的波形就是如下這樣，因?yàn)槭荓SB在前，所以8位數(shù)據(jù)依次是11001100。

由上圖可得，

假設(shè)沒(méi)有奇偶校驗(yàn)位，停止位為1位

要傳輸1個(gè)字節(jié)（8個(gè)bit）數(shù)據(jù)，那么實(shí)際硬件上需要傳輸10位（1個(gè)起始位，8個(gè)數(shù)據(jù)位，1個(gè)停止位）

如果有奇偶校驗(yàn)位，停止位為1位

要傳輸1個(gè)字節(jié)（8個(gè)bit）數(shù)據(jù)，那么實(shí)際硬件上需要傳輸11位（1個(gè)起始位，8個(gè)數(shù)據(jù)位，1個(gè)奇偶校驗(yàn)位，1個(gè)停止位）

三、波特率、比特率

1）波特率

UART速率，也稱(chēng)為波特率，是指數(shù)據(jù)在串行通信中每秒鐘傳輸?shù)奈粩?shù)（包含起始位、數(shù)據(jù)位、校驗(yàn)位、停止位）。

比如：115200波特率意思就是在二進(jìn)制傳輸條件下每秒傳輸115200個(gè)比特。

2）比特率

比特率也叫信息傳輸速率，單位時(shí)間傳遞的平均信息量或比特?cái)?shù)（只包含有效的數(shù)據(jù)位）。

比特率通常以bps（bits per second）表示。

四、速率計(jì)算

比特率與波特率計(jì)算公式是：

比如沒(méi)有奇偶校驗(yàn)位，停止位為1位

波特率115200對(duì)應(yīng)的比特率為

比特率?=?（115200*8??）/(1個(gè)起始位?+?8個(gè)數(shù)據(jù)位?+?0個(gè)奇偶校驗(yàn)位?+?1個(gè)停止位)=115200*8/10?=?11520*8?b/s

轉(zhuǎn)換為字節(jié)就是11520 B/s，即每秒傳輸11520個(gè)字節(jié)（幀）