2分钟搞懂如何计算uart速率

一、前言

1960年代，DEC（Digital Equipment Corp）公司的Gordon Bell采用大约50个分离元件设计了一个电路板，发明了UART。

时至今日，已经60多年，虽然在个人消费类电子产品中，UART已近乎绝迹；但在工业、科研、国防、航空/航天等领域，UART却无处不在。

很多从事多年嵌入式开发的老铁居然还不会根据波特率计算UART的速率，下面彭老师一分钟带你掌握计算方法。

二、uart帧格式

要证明速率的计算，必须搞清楚uart数据帧格式

其中各位的意义如下：
• 起始位：先发出一个逻辑“0”信号，表示传输字符的开始；
• 数据位：可以是5~8位逻辑“0”或“1”，如ASCII码（7位），扩展BCD码（8位），小端传输；
• 校验位：数据位加上这一位后，使得“1”的位数应为偶数(偶校验)或奇数(奇校验) ；
• 停止位：它是一个字符数据的结束标志。可以是1位、1.5位、2位的高电平【通常为1位】；
• 空闲位：处于逻辑“1”状态，表示当前线路上没有资料传送。

例如我们传输数据0X33（00110011），那么对应的波形就是如下这样，因为是LSB在前，所以8位数据依次是11001100。

由上图可得，

• 假设没有奇偶校验位，停止位为1位
  要传输1个字节（8个bit）数据，
  那么实际硬件上需要传输10位（1个起始位，8个数据位，1个停止位）

• 如果有奇偶校验位，停止位为1位
  要传输1个字节（8个bit）数据，
  那么实际硬件上需要传输11位（1个起始位，8个数据位，1个奇偶校验位，1个停止位）

三、波特率、比特率

1）波特率

UART速率，也称为波特率，

是指数据在串行通信中每秒钟传输的位数（包含起始位、数据位、校验位、停止位）。

比如：115200波特率意思就是在二进制传输条件下每秒传输115200个比特。

2）比特率

比特率也叫信息传输速率，

单位时间传递的平均信息量或比特数（只包含有效的数据位）。

比特率通常以bps（bits per second）表示。

四、速率计算

比特率与波特率计算公式是：

比如没有奇偶校验位，停止位为1位

波特率115200对应的比特率为

比特率 = （115200*8  ）/(1个起始位 + 8个数据位 + 0个奇偶校验位 + 1个停止位)=115200*8/10 = 11520*8 b/s

转换为字节
就是11520 B/s，即每秒传输11520个字节（帧）