波特率的作用和异步串行误差

波特率它是对信号传输速率的一种度量，通常以“波特”（baud）为单位。波特率有时候会同比特率混淆，实际上后者是对信息传输速率（传信率）的度量。波特率可以被理解为单位时间内传输码元符号的个数（传符号率），通过不同的调制方法可以在一个码元上负载多个比特信息。

波特率一般指的是调制解调器的通讯速度。波特率是指线路状态更改的次数。只有每个信号符合所传输数据的一位时，才等于每秒位数。为了在彼此之间通讯，调制解调器必须使用相同的波特率进行操作。如果将调制解调器的波特率设置为高于其他的调制解调器的波特率，则较快的调制解调器通常要改变其波特率以匹配速度较慢的调制解调器。模拟线路信号的速率，以波形每秒的振荡数来衡量。

严格来说，波特率不在传输领域，出现传输、信道等字眼容易产生混淆，波特率描述的是单位时间内调制信号的能力，经它调制出来的信号才以比特的形式来传输，或者这样说，信号在传输过程中，如果要经过数模转换，就需要调制，那么传输时间除了消耗在其它领域外，还消耗在调制过程和在信道的传输过程，描述信号调制能力用波特率，描述信号传输能力用比特率。如果数据不压缩，波特率等于每秒钟传输的数据位数，如果数据进行了压缩，那么每秒钟传输的数据位数通常大于调制速率，使得交换使用波特和比特/秒偶尔会产生错误。

数据传输速率，又称比特率，指每秒钟实际传输的比特数，是信息传输速率（传信率）的度量。单位为“比特每秒（bps）”。其计算公式为S=1/T。T为传输1比特数据所花的时间。码元速率和信息速率的关系式为： Rb=RB*log2 N。其中，N为进制数。对于二进制的信号，码元速率和信息速率在数值上是相等的。对于理想带通信道的最高码元传输速率则是：理想带通信道的最高RB= W Baud，即每赫兹带宽的理想带通信道的最高码元传输速率是每秒1个码元。符号率与信道带宽的确切关系为：RB=W(1+α)。其中，1/1+α为频道利用率，α为低通滤波器的滚降系数，α取值为0时，频带利用率最高，但此时因波形“拖尾”而易造成码间干扰。它的取值一般不小于0.15，以调解频带利用率和波形“拖尾”之间的矛盾。

在编写异步串行通信时经常会遇到通信过程中数据错误，有时可能是波特率的误差造成。实际上，在设计时就应该考虑波特率与时钟频率的匹配问题。设计时注意波特率与时钟频率的匹配，如果匹配不好，产生的波特率误差较大。通过公式 （计数器载入值Baud）=（(f÷(2^U2X×8×baud))-1），计算出装入计数器的值，再将Baud代入 (实际波特率baud)=f÷(2^U2X×8×(Baud+1)) 中计算,与需要的波特率比对即可知道相差多少。

在较大的波特率误差下进行通信，必须每个字节间增加一定的延时，否则连续的数据发送将由于误差的积累而导致数据错误。就我们常用的9600的波特率而言，要使误差最小，建议使用11.0592MHz（或它的整数倍）的晶体振荡器，因为它理论上的计算值正好是0误差。但是，由于器件自身的误差，或是环境如温度等原因产生的频率偏移，在较大数据包的传输中，还是会有影响的。