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串口的波特率最大偏差多少,就失效?
立创商城赵...
【官方工作人员】
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发表于Thu Oct 12 18:01:16 CST 2017   |  只看该作者 1# 电梯直达


这2个商品是否能互换? “

“你们卖的IC是否是正品?

我的产品以前用到的这个IC一直很正常,最近这批功能失效,请帮忙分析。。


立创商城的在线技术客服人员,每天就是这样,都很忙的。。

每天都可以接到来自天南地北、五湖四海的用户各色各样的咨询或投诉。


最近接触到2个类似的问题,都是由于单片机内部的RC时钟引起的误差而导致的产品失效,比如 Uart串口通信(常温不可以通信,温度高才行)、Watchdog看门狗复位失灵等等。

考虑到之前,常听到不少网友疑惑类似这样的问题串口波特率的最大偏差多少,对方就不能接收了或出错了?


其实这个问题,可以简单成这样的数学逻辑,先看下最常见的10位串口的输出时序( 1个起始位 + 8个数据位  + 1个停止位 )

以上图中,绿色箭头是采样时间点。

关于这个采样点,不同的IC芯片或许有些不同,但多数是是以16倍的目标波特率,"等时”进行采样N个点,N个点一样就认为该位的电平采样值是对的,而且多数是采样位的中点。


具体来说,串口波特率的最大偏差多少,对方就不能接收了或出错了呢?

实际上,可以简单认为是这样:



如上图所示,我们要确保实际波特率对应的 t0 ~ t9 时区段,都分别落在对方波特率的采样点的范围内

即:

第1个位的采样点应该落在这个区间: [ 0~ t0  ]

第2个位的采样点应该落在这个区间: [ t0~ t1 ]

第3个位的采样点应该落在这个区间: [ t1~ t2]

以此类推。。。。


为此,今天大概花费了一点点时间,做了一个简单的程序演示,输入正常的波特率,就可以推算出最大或最小的波特率的数值,还有偏差率。

从多个常见的波特率推送来看,最大偏差一般在5% 以内都可以正常通信。

但考虑到不同芯片的采样点的方式有所不同,以及一帧的串口位不同(数据位越长,累计的偏差会更多),这个值还得具体分析,建议大家确保波特率控制在2%以内最好。


看看这个视频演示

http://v.youku.com/v_show/id_XMzA4MDg4ODc1Ng==.html?firsttime=4&qq-pf-to=pcqq.c2c#paction


对应的代码片段:

void CTestBaudDlg::OnButton2() 
{
// TODO: Add your control notification handler code here

float Ibit[10]; //------ 存储时间波特率的时间点
float Sbit[10]; //------ 存储标准波特率的采样点

float  sBaud=115200.0;
float  iBaud=115200.0;
unsigned char n,i;

CString str;


UpdateData(true);
float k = (float)atof(m_EDIT1.GetBuffer(0)); //---- 取得标准波特率的值

iBaud = k;
sBaud = k;

str.Format("最初的 iBaud = %f", iBaud);
m_EDIT1.Format(str);

//------------------- 标准采用的时间点, 每个Bit对应的时间点
for(n=0;n<10;n++)
{
        Sbit[n]= (2*n+1)/(2*sBaud);
}

while(1)
{

//------------------- 计算实际输入的波特率,每个Bit对应的时间段
for(n=0;n<10;n++)
{
        Ibit[n]= (n+1)/iBaud;
}

//-------------------------- 判断
i = 0;
if( Sbit[0] <= Ibit[0]) i++;
for(n=1;n<=9;n++)
{
       if((Sbit[n] >= Ibit[n-1]) && (Sbit[n] <= Ibit[n]) )i++;
}
    
if(i !=10)break;

iBaud +=1;  //---- 扫描方式,模拟波特率的变动

  }

str.Format("最后的 iBaud = %f", iBaud-1);
m_EDIT2.Format(str);

str.Format("rate=%f",((iBaud-sBaud-1)*100)/sBaud); //---- 最大偏差率
 m_EDIT3 = str + "%";

UpdateData(false); //--- 更新和输出结果

}




  该帖子已被立创商城赵工于Thu Oct 12 18:08:20 CST 2017编辑过
《立创快报》总编辑、立创电子公共实验室建设者,企业QQ:2355740879
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好大的风
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发表于Thu Oct 12 23:23:37 CST 2017   |  只看该作者 2#

刚才测试了CH340C,无需外部晶振,在921600速率下传输几百KB的数据,非常稳定可靠。

之前我一直用进口原装的CP2104,,怀疑国产芯片的水平,现在看来,国产芯片也是非常强大了。

ChessWorld
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发表于Fri Oct 13 09:23:29 CST 2017   |  只看该作者 3#
好大的风 发表于 Thu Oct 12 23:23:37 CST 2017  2# 刚才测试了CH340C,无需外部晶振,在921600速率下传输几百KB的...

波特率 921600 也相当于 92KB,传输几百KB的数据,也就是几秒左右。 

CH340我很少用,不知道性能如何,你最好尝试连续传输几个小时看看。

香喷喷的猪
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发表于Mon Oct 16 10:46:25 CST 2017   |  只看该作者 4#
误差必须少于5%。当串口抖动的时候,CH芯片和某些低端的串口卡,兼容性稍差。可能和采样的算法有关系。
香喷喷的猪
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发表于Mon Oct 16 10:51:13 CST 2017   |  只看该作者 5#
起始位+数据+停止位 ,共十位,至少4倍频才能正确采集,那么一个数据包至少采集40次,如果按照采集4次,有连续三个电平稳定确定为0或者1,频率误差就不能超过两个采集间隔。也就是大约正负5%。实际情况跟采样方式有关系,也可能会更加严格。
我爱游戏机
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发表于Fri Oct 20 05:35:30 CST 2017   |  只看该作者 6#
分析 的 透彻,学习了
薛定谔的ca...
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发表于Wed Oct 25 16:18:03 CST 2017   |  只看该作者 7#
CH340G已经用了将近50K,最近换了CH340C,都没有问题,大家完全可以放心,都是921600的跑的 妥妥的
菜头电子
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发表于Sun Nov 05 19:13:31 CST 2017   |  只看该作者 8#
厉害,我有些都是9600
RZ7899直流电机驱动芯片,SOP8,4.2A,25V. NCE3050 30V 50A NMOS管 0.44元. 需要请在商城搜索.
MY360
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发表于Mon Dec 04 09:49:53 CST 2017   |  只看该作者 9#
还是相信FT232
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