Chiunque abbia avuto a che fare con l'Internet degli oggetti dovrebbe aver sentito spesso questa parola: baud rate. Per gli ingegneri deve essere molto familiare, ma per gli studenti che stanno iniziando a capire l'Internet degli oggetti è relativamente poco conosciuta. Vediamo di chiarire la confusione e di spiegare di cosa si tratta.
Qual è la definizione di baud
Si riferisce alla velocità di comunicazione seriale, cioè a quanti bit binari possono essere trasmessi al secondo durante la comunicazione seriale. Ad esempio, possono essere trasmessi 9600 bit binari al secondo (il tempo necessario per trasmettere un bit binario è di 1/9600 secondi, ovvero 104us), e la velocità di trasmissione è 9600.
Il non è possibile impostare il baud rate della porta seriale. arbitrariamente, ma deve essere selezionata tra alcuni valori. La velocità di trasmissione comune è 9600 o 115200 (i microcontrollori di fascia bassa, come il 51, usano comunemente 9600, mentre i microcontrollori di fascia alta e i circuiti integrati generalmente usano 115200).
Perché non può essere specificato arbitrariamente? Principalmente perché:
In primo luogo, entrambe le parti comunicanti devono impostare in anticipo la stessa velocità in baud per poter comunicare con successo. Se il mittente e il destinatario comunicano con velocità diverse, non riceveranno il messaggio. Pertanto, è meglio utilizzare una velocità di trasmissione nota a tutti. Non esitate a specificare.
Secondo: dopo un lungo periodo di sviluppo, la velocità di trasmissione comunemente utilizzata ha raggiunto un consenso. Le velocità comunemente utilizzate sono 9600 o 115200.
Il significato
Rappresenta il numero di simboli trasmessi al secondo ed è un indicatore della velocità di trasmissione dei dati. È espresso dal numero di volte che lo stato di modulazione della portante cambia per unità di tempo.
Nel canale di trasmissione delle informazioni, l'unità di segnale che trasporta le informazioni sui dati è chiamata simbolo e il numero di simboli trasmessi attraverso il canale al secondo è chiamato velocità di trasmissione dei simboli, o in breve velocità baud. È un indicatore della larghezza di banda del canale di trasmissione.
L'origine
L'unità di misura del baud rate (bandrate) prende il nome dal cognome dell'ingegnere francese delle telecomunicazioni Émile Baudot (1845-1903), uno dei pionieri delle comunicazioni digitali e pioniere del telex e di Baudot. Inventore del telegrafo. 1874. Il francese Emile Baudot inventa l'epocale codice telex Baudot, che utilizza la codifica a lunghezza uguale, gettando le basi per la codifica automatica delle macchine.
All'epoca i telex utilizzavano la tecnologia multiplexing, cioè venivano utilizzati più fili per completare una comunicazione. Il codificatore utilizza cinque tasti simili a quelli del pianoforte. Il calcolo della velocità di trasmissione è stato basato sul numero di segnali cambiamenti al secondo, che in seguito divenne noto come velocità di trasmissione (baud rate). Il sistema di Baudot raggiunse una velocità di trasmissione di circa 30 baud, equivalente a circa 30 parole al minuto: una velocità notevole per l'epoca.
Considerazioni chiave per la configurazione
Requisiti di precisione dell'orologio
Nella comunicazione seriale, la precisione dell'orologio influisce direttamente sulla qualità della trasmissione. Si raccomanda di mantenere l'errore di baud rate entro ±2%, idealmente meglio di ±1%. Quando si utilizza il sovracampionamento 16x, anche piccole imprecisioni della sorgente di clock vengono amplificate, rendendo la stabilità del clock particolarmente cruciale. Gli oscillatori ad alta precisione (ad esempio, ±50ppm) possono migliorare notevolmente l'affidabilità della comunicazione.
Generazione di velocità di trasmissione non standard
Per velocità speciali come 250000bps, i divisori interi tradizionali si rivelano spesso inadeguati. I moderni microcontrollori risolvono questo problema:
1.Generatori di baud rate frazionari che consentono regolazioni più fini del divisore
2.Tecnologia PLL (Phase-locked loop) per la generazione di clock ad alta precisione
3.Funzioni di calibrazione automatica per compensare le deviazioni dell'orologio
Tecniche di debug
1. Verificare la velocità di trasmissione effettiva misurando l'ampiezza del bit di avvio con un oscilloscopio.
2. Monitorare la potenziale deriva del ricevitore causata dalle interferenze di linea.
3.Design con margine di temporizzazione di 10-20% per un funzionamento affidabile in condizioni difficili
4. Eseguire test di stabilità prolungati, in particolare per le applicazioni industriali.
La comprensione di queste caratteristiche chiave del baud rate è fondamentale per la progettazione di un sistema di comunicazione IoT. Nei progetti reali, si raccomanda di determinare la configurazione ottimale della velocità di trasmissione attraverso test approfonditi, al fine di trovare il miglior equilibrio tra velocità di trasmissione e stabilità del sistema.
