波特率

簡介

在信息傳輸通道中，攜帶數(shù)據(jù)信息的信號單元叫碼元，單位時間內(nèi)通過信道傳輸?shù)拇a元數(shù)稱為碼元傳輸速率，簡稱波特率，其單位是波特（Baud,symbol/s），波特率是傳輸通道頻寬的指標(biāo)?！安ㄌ亍保˙aud）本身已是速率，所以不需要寫成 Baud Rate（Rate是贅字）。雖然單位“波特”本身就已經(jīng)是代表每秒的調(diào)制數(shù)，以“波特每秒”為單位是一種常見的錯誤，但是在一般中文口語化的溝通上還是常以“波特率”來描述“波特”（Baud）。

波特率可以被理解為一個設(shè)備在單位時間內(nèi)發(fā)送（或接收）了多少碼元的數(shù)據(jù)，它是對符號傳輸速率的一種度量，表示單位時間內(nèi)傳輸符號的個數(shù)（傳符號率）。通過不同的調(diào)制方法可以在一個符號上負(fù)載多個比特信息。在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信中，波特率指單片機(jī)或計算機(jī)在串口通信時的速率，指的是信號被調(diào)制以后在單位時間內(nèi)的變化，即單位時間內(nèi)載波參數(shù)變化的次數(shù)模擬線路信號的速率，以波形單位時間內(nèi)的振蕩數(shù)來衡量。如果數(shù)據(jù)不壓縮，波特率等于單位時間內(nèi)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)位數(shù)，如果數(shù)據(jù)進(jìn)行了壓縮，那么單位時間內(nèi)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)位數(shù)通常大于調(diào)制速率，使得交換使用波特和比特/秒偶爾會產(chǎn)生錯誤。

分析

波特率是對信號傳輸速率的一種度量，通常以“波特”（baud）為單位。波特率有時候會同比特率混淆，實際上后者是對信息傳輸速率（傳信率）的度量。波特率可以被理解為單位時間內(nèi)傳輸碼元符號的個數(shù)（傳符號率），通過不同的調(diào)制方法可以在一個碼元上承載多個比特信息。波特率一般指的是調(diào)制解調(diào)器的通信速度即線路狀態(tài)更改的次數(shù)。只有每個信號符合所傳輸數(shù)據(jù)的一位時，才等于單位時間內(nèi)位數(shù)。為了在彼此之間通信，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)格來說，波特率一般不使用在通信傳輸領(lǐng)域。波特率描述的是單位時間內(nèi)調(diào)制信號的能力，經(jīng)它調(diào)制出來的信號才以比特的形式來傳輸，或者這樣說，信號在傳輸過程中，如果要經(jīng)過數(shù)模轉(zhuǎn)換，就需要調(diào)制，那么傳輸時間除了消耗在其它領(lǐng)域外，還消耗在調(diào)制過程和在信道的傳輸過程，描述信號調(diào)制能力用波特率，描述信號傳輸能力用比特率。

與比特率關(guān)系

波特率有時候會同比特率混淆，比特率是每秒鐘傳送的比特數(shù)量，又稱為傳信率；波特率定義是每秒鐘傳送的符號（碼元）數(shù)量，又稱為傳碼率。7

比特率（bit per second）指單位時間內(nèi)通過信道傳輸?shù)男畔⒘浚ㄒ卜Q為位傳輸速率），即單位時間內(nèi)傳送的二進(jìn)制位數(shù)，用來表示有效數(shù)據(jù)的傳輸速率，用b/s 、bit/s、比特/秒，讀作：比特每秒，常用的單位有每秒比特數(shù)bit/s(bps)、每秒千比特數(shù)(Kbps)或每秒兆比特數(shù)(Mbps)(此處K和M分別為1000和1000000，而不是涉及計算機(jī)存儲器容量時的1024和1048576)。1波特每秒即指每秒傳輸1個碼元符號（通過不同的調(diào)制方式，可以在一個碼元符號上負(fù)載多個bit位信息），1比特每秒是指每秒傳輸1比特（bit）。因此信息傳輸速率即比特率在數(shù)值上和波特率有這樣的關(guān)系：

其中I為傳信率，S為波特率，N為每個符號承載的信息量，而以比特為單位。波特率與比特率的關(guān)系也可換算成：比特率=波特率*單個調(diào)制狀態(tài)對應(yīng)的二進(jìn)制位數(shù)。如數(shù)據(jù)傳送速率為240符號/秒，而每個字符格式包含10位（1個起始位，1個停止位，8個有效數(shù)據(jù)位），這時的波特率為240 baud (波特)，比特率(有效數(shù)據(jù)位的傳送速率)為240*10=2400 bps(比特每秒)。再例如假設(shè)數(shù)據(jù)傳送速率為120符號/秒(symbol/s)(也就是波特率為120Baud)，又假設(shè)每一個符號為八相調(diào)制(單個調(diào)制狀態(tài)對應(yīng)3個二進(jìn)制位)，則其傳送的比特率為(120symbol/s) * (3bit/symbol)=360bps。只有在每個符號只代表一個比特信息的情況、或一些簡單的調(diào)制方式下，例如基帶二進(jìn)制信號、Bell103或CCITTV.21（左列兩種均為FSK）調(diào)制方式等，波特率與比特率才在數(shù)值上相等，但是它們的意義并不相同。具體而言， 兩相調(diào)制(單個調(diào)制狀態(tài)對應(yīng)1個二進(jìn)制位)的比特率等于波特率；四相調(diào)制(單個調(diào)制狀態(tài)對應(yīng)2個二進(jìn)制位)的比特率為波特率的兩倍；八相調(diào)制(單個調(diào)制狀態(tài)對應(yīng)3個二進(jìn)制位)的比特率為波特率的三倍，依次類推。

串口波特率

串口波特率的分類

根據(jù)不同的應(yīng)用需求，串口波特率包括以下幾種：8

1. 標(biāo)準(zhǔn)波特率：包括2400、4800、9600、19200、38400、57600、115200等標(biāo)準(zhǔn)波特率。
2. 自適應(yīng)波特率：根據(jù)通信雙方的通信協(xié)議和傳輸介質(zhì)自動選擇合適的波特率，以提高通信效率和穩(wěn)定性。
3. 可編程波特率：可以根據(jù)需要自行設(shè)置波特率，適用于一些特殊應(yīng)用場景。
4. 高波特率：包括46800、230400、460800、921600等高波特率，適用于對數(shù)據(jù)傳輸速度要求較高的應(yīng)用。

串口波特率的選擇

在選擇串口波特率時，需要考慮以下幾個因素：8

1. 傳輸速度：波特率越高，傳輸速度越快，但也會增加傳輸錯誤的可能性。
2. 傳輸距離：波特率越高，傳輸距離越短，因為高速傳輸會導(dǎo)致信號衰減。
3. 硬件支持：串口波特率需要與硬件設(shè)備匹配，如果硬件設(shè)備不支持高速傳輸，則無法使用高波特率。