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串行通信波特率的一种自动检测方法

发布时间:2020-07-21 17:49:39 阅读: 来源:空心砖机厂家

串行通信是终端和主机之间的主要通信方式,通信波特率一般选择1800、4800、9600和 19200等。终端的类型有很多种,其通信速率也有很多种选择。主机怎样确定终端的通信速率呢?本文给出了一种简单、易行的方法:设定主机的接收波特率(以9600波特为例),终端发送一个特定的字符(以回车符为例),主机根据接收到的字符信息就可以确定终端的通信波特率。本文对这种方法予以详述。

1基本方法回车符的ASCII值为0x0D。串行通信时附加一个起始位和终止位,位的传输顺序一般是 先传低位再传高位。此时回车符的二进制表示方式为:

图1回车符的位序列

串行通信中一个二进制位的传输时间(记为T)取决于通信的波特率,9600波特时一个 二进制位的传输时间是19200波特时一个二进制位传输时间的两倍,即:2*T19200=T 9600。因此,9600波特时一个位的传输时间,19200波特时可以传输两个位。同样地 ,9600波特传输两个位的时间在4800波特时只能传送一个位。主机设定接收波特率为9600, 终端只有也以9600波特发送的字符,主机才能正确地接收。发送波特率高于或低于9600都会 使主机接收到的字符发生错误。接收波特率为9600,终端以不同的波特率发送回车符时,主 机接收到的二进制序列如表1所示。从表1中可以看出,除了19200和1800波特时两种特例情况,其他情形的二进制序列都是 9600波特时二进制序列的变换。取前十个二进制位与9600波特时的二进制位相对应。忽略缺 少停止位‘1’引发的数据帧错误,把接收到的字符表示成字节方式(如表1的最右列所示) 。例如:在发送速率为1200波特,接收速率为9600波特时,主机得到的字节是0x80,而不 是正确的回车符0x0D。因为在不同的发送速率下(9600,4800,2400,1200)得到的字节 不同,所以通过接收字符的判定就可以确定发送波特率。发送波特率为19200时,其发送速度正好是接收速度(9600波特)的两倍,因此发送端 的两个二进制位会被接收端看作一个。取决于不同的串行接口硬件,‘01’和‘10’这两种 二进制位组合可能被认为是‘1’或者‘0’。幸运的是,只有0~4位存在这样的歧义问题, 后面的位因为都是停止位,所以都是‘1’。因此,发送速率为19200波特时接收到的字符其高半个字节为0xF。低半个字节可能是多个值中的一个,但不会是0x0,因为0x0D中有相邻 的两个‘1’,这就会至少在低半个字节中产生一个‘1’。因此,整个字节的形式为0xF?, 且低半个字节不为0。

表1 不同波特率下的二进制序列

波特率

接收到的二进制位序列

字节表示

19200

0 1 0 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

0xF?

9600

01 01 10 0 00 1

0x0D

4800

0 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1

0xE6

2400

0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1

0x78

1800

0 0 0 0 0 x 1 1 1 1 x 0 0 0 0 0 1 1 1 1

0xE0

1800

0 0 0 0 0 x 1 1 1 1 x 0 0 0 0 0 1 1 1 1

0xF0

1200

0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0

0x80

600

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1

0x00

300

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

0x00

150

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

0x00

110

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

0x00

发送速率为1800波特时,因为T1800=T9600*16/3,而16/3不是整数,接收端二进制位的状态转换时刻和9600波特不一一对应,引起在接收端 的一个位接收周期内有状态发生变化的可能。表1中给出的第六个位(表示为x)就是这种情 况。因为x有可能被看作‘1’,也有可能被看作‘0’,所以发送速率为1800波特时接收到 的字节可能是0xE0或者0xF0。波特率为3600和7200时也有同样的问题,也可以采用同样的方 法,但不确定的位数会增加,需要检测的字节种类也会更多。3600波特和7200波特的传输速 率几乎不采用,因此这个问题并不严重。只要发送波特率在1200~19200之间,我们都可以 通过接收到的一个字符对此波特率进行唯一的判定。

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