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波特率與晶振有什么關(guān)系？

作者： 揚(yáng)興科技 日期：2021-09-24 瀏覽量：

  都知道晶振是一種為系統(tǒng)提供時(shí)鐘信號(hào)的元器件，而波特率是對(duì)信號(hào)傳輸速的一種度量，兩者之間有著不可避免的聯(lián)系。我們就來(lái)了解一下!

  計(jì)算機(jī)在串口通信時(shí)的速率。指的是信號(hào)被調(diào)制以后在單位時(shí)間內(nèi)的變化，即單位時(shí)間內(nèi)載波參數(shù)變化的次數(shù)，如每秒鐘傳送240個(gè)字符，而每個(gè)字符格式包含10位(1個(gè)起始位，1個(gè)停止位，8個(gè)數(shù)據(jù)位)，這時(shí)的波特率為240Bd，比特率為10位*240個(gè)/秒=2400bps。又比如每秒鐘傳送240個(gè)二進(jìn)制位，這時(shí)的波特率為240Bd，比特率也是240bps。(但是一般調(diào)制速率大于波特率，比如曼徹斯特編碼)。波特率，可以通俗的理解為一個(gè)設(shè)備在一秒鐘內(nèi)發(fā)送(或接收)了多少碼元的數(shù)據(jù)。它是對(duì)符號(hào)傳輸速率的一種度量，1波特即指每秒傳輸1個(gè)碼元符號(hào)(通過(guò)不同的調(diào)制方式，可以在一個(gè)碼元符號(hào)上負(fù)載多個(gè)bit位信息)，1比特每秒是指每秒傳輸1比特(bit)。 單位“波特”本身就已經(jīng)是代表每秒的調(diào)制數(shù)，以“波特每秒”(Baud per second)為單位是一種常見(jiàn)的錯(cuò)誤。

  作用：

  為了在彼此之間通訊，調(diào)制解調(diào)器必須使用相同的波特率進(jìn)行操作。如果將調(diào)制解調(diào)器的波特率設(shè)置為高于其他的調(diào)制解調(diào)器的波特率，則較快的調(diào)制解調(diào)器通常要改變其波特率以匹配速度較慢的調(diào)制解調(diào)器。

  分析舉例：

  它是對(duì)信號(hào)傳輸速率的一種度量，通常以“波特”(baud)為單位。波特率有時(shí)候會(huì)同比特率混淆，實(shí)際上后者是對(duì)信息傳輸速率(傳信率)的度量。波特率可以被理解為單位時(shí)間內(nèi)傳輸碼元符號(hào)的個(gè)數(shù)(傳符號(hào)率)，通過(guò)不同的調(diào)制方法可以在一個(gè)碼元上負(fù)載多個(gè)比特信息。

  波特率一般指的是調(diào)制解調(diào)器的通訊速度。波特率是指線(xiàn)路狀態(tài)更改的次數(shù)。只有每個(gè)信號(hào)符合所傳輸數(shù)據(jù)的一位時(shí)，才等于每秒位數(shù)。

  為了在彼此之間通訊，調(diào)制解調(diào)器必須使用相同的波特率進(jìn)行操作。如果將調(diào)制解調(diào)器的波特率設(shè)置為高于其他的調(diào)制解調(diào)器的波特率，則較快的調(diào)制解調(diào)器通常要改變其波特率以匹配速度較慢的調(diào)制解調(diào)器。

  (嚴(yán)格來(lái)說(shuō)，波特率不在傳輸領(lǐng)域，出現(xiàn)傳輸、信道等字眼容易產(chǎn)生混淆，波特率描述的是單位時(shí)間內(nèi)調(diào)制信號(hào)的能力，經(jīng)它調(diào)制出來(lái)的信號(hào)才以比特的形式來(lái)傳輸，或者這樣說(shuō)，信號(hào)在傳輸過(guò)程中，如果要經(jīng)過(guò)數(shù)模轉(zhuǎn)換，就需要調(diào)制，那么傳輸時(shí)間除了消耗在其它領(lǐng)域外，還消耗在調(diào)制過(guò)程和在信道的傳輸過(guò)程，描述信號(hào)調(diào)制能力用波特率，描述信號(hào)傳輸能力用比特率。)

  2、晶振介紹

  每個(gè)單片機(jī)系統(tǒng)里都有晶振，全程是叫晶體震蕩器，在單片機(jī)系統(tǒng)里晶振的作用非常大，他結(jié)合單片機(jī)內(nèi)部的電路，產(chǎn)生單片機(jī)所必須的時(shí)鐘頻率，單片機(jī)的一切指令的執(zhí)行都是建立在這個(gè)基礎(chǔ)上的，晶振的提供的時(shí)鐘頻率越高，那單片機(jī)的運(yùn)行速度也就越快。

  晶振用一種能把電能和機(jī)械能相互轉(zhuǎn)化的晶體在共振的狀態(tài)下工作，以提供穩(wěn)定，精確的單頻振蕩。在通常工作條件下，普通的晶振頻率絕對(duì)精度可達(dá)百萬(wàn)分之五十。高級(jí)的精度更高。有些晶振還可以由外加電壓在一定范圍內(nèi)調(diào)整頻率，稱(chēng)為壓控振蕩器(VCO)。

  晶振作用：

  晶振的作用是為系統(tǒng)提供基本的時(shí)鐘信號(hào)。通常一個(gè)系統(tǒng)共用一個(gè)晶振，便于各部分保持同步。有些通訊系統(tǒng)的基頻和射頻使用不同的晶振，而通過(guò)電子調(diào)整頻率的方法保持同步。

  晶振通常與鎖相環(huán)電路配合使用，以提供系統(tǒng)所需的時(shí)鐘頻率。如果不同子系統(tǒng)需要不同頻率的時(shí)鐘信號(hào)，可以用與同一個(gè)晶振相連的不同鎖相環(huán)來(lái)提供。

  晶振電路：

  晶振一般采用如圖1a的電容三端式(考畢茲)交流等效振蕩電路;實(shí)際的晶振交流等效電路如圖1b，其中Cv是用來(lái)調(diào)節(jié)振蕩頻率，一般用變?nèi)荻O管加上不同的反偏電壓來(lái)實(shí)現(xiàn)，這也是壓控作用的機(jī)理;把晶體的等效電路代替晶體后如圖1c。其中Co，C1，L1，RR是晶體的等效電路。

  分析整個(gè)振蕩槽路可知，利用Cv來(lái)改變頻率是有限的：決定振蕩頻率的整個(gè)槽路電容C=Cbe，Cce，Cv三個(gè)電容串聯(lián)后和Co并聯(lián)再和C1串聯(lián)?？梢钥闯觯篊1越小，Co越大，Cv變化時(shí)對(duì)整個(gè)槽路電容的作用就越小。因而能“壓控”的頻率范圍也越小。實(shí)際上，由于C1很小(1E-15量級(jí))，Co不能忽略(1E-12量級(jí)，幾PF)。所以，Cv變大時(shí)，降低槽路頻率的作用越來(lái)越小，Cv變小時(shí)，升高槽路頻率的作用卻越來(lái)越大。這一方面引起壓控特性的非線(xiàn)性，壓控范圍越大，非線(xiàn)性就越厲害;另一方面，分給振蕩的反饋電壓(Cbe上的電壓)卻越來(lái)越小，最后導(dǎo)致停振。采用泛音次數(shù)越高的晶振，其等效電容C1就越小;因此頻率的變化范圍也就越小。

  波特率與晶振的關(guān)系

  Crystal(MHz) —— Max Baud Rate—— Error

  (晶振)——(波特率)——(誤差)

  1.00 ——300 ——2.12%

  1.8432—— 9600 ——0.00%

  2.00 ——300 ——0.79%

  2.4576—— 300—— 0.78%

  3.00—— 1200 ——0.16%

  3.579545 ——300—— 0.23%

  3.6864 ——19200 ——0.00%

  4.00 ——1200 ——2.12%

  4.194304 ——2400 ——1.14%

  4.91520 ——1200 ——1.59%

  5.00 ——2400 ——1.36%

  5.0688 ——2400—— 0.00%

  6.00 ——2400 ——0.16%

  6.144—— 1200—— 1.23%

  7.3728 ——38400 ——0.00%

  8.00 ——2400 ——2.12%

  10.00 ——4800—— 1.36%

  10.738635 ——2400 ——1.32%

  11.00 ——57600 ——0.54%

  11.0592 ——57600—— 0.00%

  12.00 ——4800 ——0.16%

  12.288 ——2400—— 1.23%

  14.31818 ——2400 ——0.23%

  14.7456—— 38400—— 0.00%

  15.00 ——38400 ——1.73%

  16.00 ——4800 ——2.12%

  18.432—— 19200 ——0.00%

  20.00 ——9600—— 1.36%

  22.1184—— 115200—— 0.00%

  24.00—— 9600—— 0.16%

  24.576 ——4800—— 1.23%

  25.00 ——4800—— 0.47%

  28.00—— 9600—— 1.27%

  32.00 ——9600 ——2.12%

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