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串口通訊時傳輸速率與傳輸距離有什么關(guān)系

1、波特率
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。有時也用 “ 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)定了一個標準波特率系列: 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,傳送一個字符,包括 12 位(其中有一個起始位, 8 個數(shù)據(jù)位, 2 個停止位),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。

2、發(fā)送/接收時鐘
在串行傳輸過程中,二進制數(shù)據(jù)序列是以數(shù)字信號波形的形式出現(xiàn)的,如何對這些數(shù)字波形定時發(fā)送出去或接收進來,以及如何對發(fā)/收雙方之間的數(shù)據(jù)傳輸進行同步控制的問題就引出了發(fā)送/接收時鐘的應(yīng)用。

在發(fā)送數(shù)據(jù)時,發(fā)送器在發(fā)送時鐘(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,接收器在接收時鐘(上升鹽)作用下對來自通信線上串 行數(shù)據(jù),按位串行移入移位寄存器。可見,發(fā)送/接收時鐘是對數(shù)字波形的每一位進行移位操作,因此,從這個意義上來講,發(fā)送/接收時鐘又可叫做移位始終脈 沖。另外,從數(shù)據(jù)傳輸過程中,收方進行同步檢測的角度來看,接收時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鐘 / 發(fā)送時鐘控制下,按指定的波特率速度進行移位。一般幾個時鐘脈沖移位一次。要求:接收時鐘 / 發(fā)送時鐘是波特率的 16 、 32 或 64 倍。波特率因子就是發(fā)送/接收 1 個數(shù)據(jù)( 1 個數(shù)據(jù)位)所需要的時鐘脈沖個數(shù),其單位是個/位。如波特率因子為 16 ,則 16 個時鐘脈沖移位 1 次。 例:波特率 =9600bps ,波特率因子 =32 ,則 接收時鐘和發(fā)送時鐘頻率 =9600×32=297200Hz 。

4、傳輸距離
串行通信中,數(shù)據(jù)位信號流在信號線上傳輸時,要引起畸變,畸變的大小與以下因素有關(guān):

波特率 —— 信號線的特征(頻帶范圍)
傳輸距離 —— 信號的性質(zhì)及大小(電平高低、電流大小)
當畸變較大時,接收方出現(xiàn)誤碼。
在規(guī)定的誤碼率下,當波特率、信號線、信號的性質(zhì)及大小一定時,串行通信的傳輸距離就一定。為了加大傳輸距離,必須加調(diào)制解調(diào)器。

串口通訊的距離
 
經(jīng)我們實際測試,液晶顯示屏控制 系統(tǒng)的RS232串行口在通訊波特率為28800bit/s時能夠穩(wěn)定傳輸達300米以上(傳輸介質(zhì)為1箱五類線);當通訊距離大于 300米時,選擇RS485通訊接口的液晶顯示屏控制系統(tǒng),此時只須在計算機的RS232串口端加配一個RS232/485轉(zhuǎn)換器即可。

這個我實測過,115200最好的距離在30-50米之間(和線、232芯片有關(guān)),再遠就有誤碼啦。15米還是很容易超的。232誰也不敢用300米的。

傳輸電纜長度
由RS-232C標準規(guī)定在碼元畸變小于4%的情況下,傳輸電纜長度應(yīng)為50英尺,其實這個 4%的碼元畸變是很保守的,在實際應(yīng)用中,約有99%的用戶是按碼元畸變10-20%的范圍工作的,所以實際使用中最大距離會遠超過50英尺。
 
傳輸距離
 
由于多用戶卡可提供的端口界面有多種,故數(shù)據(jù)傳輸距離也不同。普通的RS232界面是常見的多用戶卡的端口界面,其連接距離只有15米左右,如果連線設(shè)備 距離相當遠,則無法在使用RS232界面。采用RS424界面的多用戶卡,它的連接距離可達1000米。但當多個設(shè)備都是遠距離時,給每個設(shè)備拉一條線會 相當不方便,于是RS485界面便成為首選。RS485接口支持多個設(shè)備同時掛在一根導(dǎo)線上,它的總連線距離也可達1000米,而且一路上所有的設(shè)備都可 以連接其上,相當方便。但它有一個限制:必須是半雙工通信方式,即在同一時刻只能有一個設(shè)備進行數(shù)據(jù)發(fā)送,而其他設(shè)備只能接收。要保證這個條件必須依靠軟件。

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