串口通讯的传输速率与传输距离(转帖)

终端与计算机之间或者计算机与计算机之间进行交换信息时，除了采用并行通讯方式之外，还经常采用串行通讯方式。并行通讯是指数据的各位同时进行传送，其有点是传送数据速度快，缺点是有多少位数据就需要多少根传输线，这在数据位数较多，传送距离较远时就不宜采用。串行通讯是指数据一位一位地按顺序传送，其突出优点是只需一根传输线，特别适应于远距离传输，缺点是传送速度较慢。 在微机测量，控制系统中，目前串行数据的传输大多采用异步通讯的方式。 同步通讯和异步通讯 串行通讯分为同步传送和异步传送两种方式。 串行同步传送方式要求通信双方以相同的速率进行，而且要准确地协调。它通过共享一个单个时钟或定时脉冲源以保证发送方和接受方准确同步。其特点是允许连续发送一组字符序列（而非单个字符），每个字符数据位数相同，没有起始位和停止位，效率高。 串行 异步传送方式不要求通信双方同步，发送方和接受方可以有各自的时钟源。为了能够实现通信，双方必须都遵循异步通信协议。在异步通信中，通信双方必须规定两件事：一是字符格式，即规定字符各部分所占的位数，是否采用奇偶校验，以及校验的方式；二是采用的波特率，以及时钟率与波特率之间的比例关系。由此可见，异步通信方式的传输效率比同步通信方式低，但它对通信双方的同步要求大大降低，因而成本也比同步通信方式低。 DTE和DCE 在串行通讯中，用于发送和接收数据的设备称为数据终端设备（Data Terminal Equipment 简写为DTE）。DTE既可以是一台计算机，也可以是一台只接收数据的打印机。用于连接DTE与数据通信网络的设备称为数据通信设备（Data Communications Equipment 简写为DCE），或称为数据电路终接设备。DCE既可以是一个调制解调器,也可以是简单的线路驱动器。 波特率 在串行通讯中还有一个重要的指标——波特率（又称调制速率）。波特率定义为每秒钟传送二进制数码的位数，以位/秒（bit/s）为单位，亦称“波特”。在异步通讯中，波特率为每秒传送的字符数和每个字符位数的乘积，例如每秒传送的速率为120字符/秒，而每个字符又包含10位（1位起始位，7位数据位，1位奇偶校验位，1位停止位），则波特率为： 120字符/秒×10位/字符＝1200位/秒＝1200波特 注意：波特率与时钟频率不是一回事，时钟频率比波特率要高得多，通常在高16倍或64倍。由于异步通讯双方各用自己的时钟源采用较高频率的时钟，在一位数据内就有16位或64个时钟，捕捉正确的信号就可以得到保证，若时钟频率就是波特率，则频率稍有偏差就会发生接收错误。         1.波特率       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。 图1       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，必须加调制解调器。       感谢网友提供