串口波特率自动检测

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1、串行通信波特率的一种自动检测方法(哈尔滨工业大学控制工程系　150001)任贵勇　屈彦成　王常虹摘　要：给出了一种利用接收到的字符信息检测串行终端通信波特率的方法。此方法简单、可靠、易行，并给出了实现这种检测方法的伪代码。关键词：自动检测；波特率　　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

2、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=T9600。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

3、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

4、，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

5、，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19200010110000111111111110xF?96000　1　0　1　1　0　0　0　0　1　0x0D4800001100111100000000110xE62400000011110000111111110x78180000000x1111x0000011110xE0180000000x1111x0000011110xF01200000000001111

6、111100000x80600000000000000000011110x00300000000000000000000000x00150000000000000000000000x00110000000000000000000000x00　　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

7、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。2　低波特率的检测　　当发送速率低于1200波特时，接收端收到的字节都是0x00，因此只能确定其速率低于1200波特，而不可能再得到更多的信息。为了解决这个问题，可以在9600波特的速率下继续接收下一个字节信息。发送速率为600波特或更低时

8、，一个位的发送时间要大于9600波特时整个字节的接收时间。因此，发