Cualquiera que haya estado en contacto con la Internet de los objetos habrá oído a menudo esta palabra: velocidad en baudios. A los ingenieros les debe resultar muy familiar, pero a los estudiantes que empiezan a entender el Internet de las Cosas les resulta relativamente desconocida. Vamos a aclararles la confusión y a decirles qué es.
¿Cuál es la definición de baudio?
Se refiere a la velocidad de la comunicación serie, es decir, cuántos bits binarios se pueden transmitir por segundo durante la comunicación serie. Por ejemplo, se pueden transmitir 9600 bits binarios por segundo (el tiempo necesario para transmitir un bit binario es 1/9600 segundo, es decir, 104us), y la velocidad en baudios es 9600.
En la velocidad de comunicación en baudios del puerto serie no se puede ajustar arbitrariamente, pero debe seleccionarse entre algunos valores. La velocidad en baudios habitual es 9600 o 115200 (los microcontroladores de gama baja como el 51 suelen utilizar 9600, los microcontroladores de gama alta y los CoC embebidos suelen utilizar 115200).
¿Por qué no se puede especificar arbitrariamente? Principalmente porque:
En primer lugar, las dos partes comunicantes deben fijar de antemano la misma velocidad en baudios para poder comunicarse con éxito. Si el emisor y el receptor se comunican a velocidades diferentes, no recibirán el mensaje. Por lo tanto, es mejor utilizar una velocidad en baudios que sea conocida por todos. No dudes en especificarlo.
Segundo: Tras un largo periodo de desarrollo, la velocidad en baudios de uso común ha alcanzado un consenso. Las velocidades más utilizadas son 9600 o 115200.
Su significado
Representa el número de símbolos transmitidos por segundo y es un indicador de la velocidad de transmisión de datos. Se expresa por el número de veces que cambia el estado de modulación de la portadora por unidad de tiempo.
En el canal de transmisión de información, la unidad de señal que transporta la información de datos se denomina símbolo, y el número de símbolos transmitidos a través del canal por segundo se denomina velocidad de transmisión de símbolos, o velocidad en baudios para abreviar. Es un indicador del ancho de banda del canal de transmisión.
Su origen
La unidad de velocidad en baudios (bandrate) debe su nombre al apellido del ingeniero de telecomunicaciones francés Émile Baudot (1845-1903), uno de los precursores de las comunicaciones digitales y pionero del télex y Baudot. Inventor del telégrafo. 1874. El francés Émile Baudot inventa el histórico código télex Baudot, que utiliza la codificación de igual longitud y sienta las bases de la codificación automática.
En aquella época, los télex utilizaban la tecnología de multiplexación, es decir, se utilizaban varios hilos para completar una comunicación. El codificador utiliza cinco teclas similares a las de un piano. El cálculo de la velocidad de transmisión se basó en el número de señales por segundo, lo que más tarde se conocería como velocidad en baudios. El sistema de Baudot alcanzaba una velocidad de transmisión de unos 30 baudios, equivalente a unas 30 palabras por minuto, una velocidad notable para su época.
Consideraciones clave para la configuración
Requisitos de precisión del reloj
En la comunicación serie, la precisión del reloj afecta directamente a la calidad de la transmisión. Se recomienda mantener el error de velocidad en baudios dentro de ±2%, e idealmente mejor que ±1%. Al utilizar sobremuestreo 16x, incluso las pequeñas imprecisiones de la fuente de reloj se amplifican, por lo que la estabilidad del reloj es especialmente crucial. Los osciladores de alta precisión (por ejemplo, ±50ppm) pueden mejorar significativamente la fiabilidad de la comunicación.
Generación de velocidad de transmisión no estándar
Para velocidades especiales como 250000bps, los divisores enteros tradicionales suelen resultar inadecuados. Los microcontroladores modernos lo solucionan:
1.Generadores de velocidad de transmisión fraccionaria que permiten ajustes más precisos del divisor
2.Tecnología de bucle sincronizado (PLL) para la generación de relojes de alta precisión
3.Funciones de calibrado automático para compensar las desviaciones del reloj
Técnicas de depuración
1.Verifique la velocidad de transmisión real midiendo la anchura del bit de inicio con un osciloscopio.
2.Controlar la posible deriva en el receptor causada por interferencias en la línea
3.Diseño con margen de temporización de 10-20% para un funcionamiento fiable en condiciones adversas.
4.Realizar pruebas de estabilidad ampliadas, especialmente para aplicaciones industriales.
Comprender estas características clave de la velocidad en baudios es fundamental para diseñar un sistema de comunicación IoT. En proyectos reales, se recomienda determinar la configuración óptima de la velocidad en baudios mediante pruebas exhaustivas para lograr el mejor equilibrio entre velocidad de transmisión y estabilidad del sistema.