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学做淘宝客网站有哪些,北京企业网站设计制作,互动营销网站建设,学做视频的网站有哪些内容目录一、引言#xff1a;为什么必须区分波特率与比特率#xff1f;二、通信系统的三个层次视角#xff08;非常关键#xff09;三、波特率#xff08;Baud Rate#xff09;的本质3.1 定义3.2 什么是码元#xff08;Symbol#xff09;#xff1f;3.3 波特率回答的问题是…目录一、引言为什么必须区分波特率与比特率二、通信系统的三个层次视角非常关键三、波特率Baud Rate的本质3.1 定义3.2 什么是码元Symbol3.3 波特率回答的问题是四、比特率Bit Rate的本质4.1 定义4.2 比特率回答的问题是五、波特率与比特率的统一数学关系六、编码与调制决定二者是否相等的关键6.1 二进制编码系统最简单6.2 多进制调制系统现代通信七、UART / RS485最容易混淆但最经典的案例7.1 UART 的信号特性7.2 为什么 UART 中二者数值相等7.3 帧结构与时间本质位时间帧时间7.4 有效数据速率八、I²C没有波特率但常被“类比”8.1 I²C 的本质8.2 工程近似8.3 I²C 速率等级九、SPI只有比特率的系统十、CAN为什么官方只谈比特率十一、无线通信必须严格区分十一、核心定义速查十二、通用关系公式必背十三、各通信接口速率定义对照表十四、UART / RS485 工程速查14.1 UART 位结构8N114.2 位时间 / 码元时间14.3 帧时间例9600 baud8N114.4 有效数据速率十五、I²C / SPI / CAN 速率速查I²CSPICAN十六、什么时候用哪个单位十七、常见错误速查十八、工程应用中的正确使用原则十九、常见工程误区总结二十、终极工程总结一、引言为什么必须区分波特率与比特率在嵌入式和通信工程中我们每天都会接触到如下参数串口9600、115200CAN500 kbps、1 MbpsI²C100 kHz、400 kHzSPI10 MHz、20 MHz这些数值经常被统称为“通信速度”但它们描述的对象并不完全相同。如果不区分会算错一帧数据时间会配置错误超时参数会误判系统吞吐能力在面试中会被追问“原理不清楚”而这些问题的根源几乎都集中在两个概念上波特率Baud Rate与比特率Bit Rate二、通信系统的三个层次视角非常关键理解这两个概念必须先建立一个分层视角层次关注点示例物理层信号如何变化电平、相位、幅度编码 / 调制一个符号能表示什么NRZ、QPSK、QAM信息层实际传输多少数据bit、字节、帧波特率属于“物理层 / 信号层”比特率属于“信息层 / 数据层”三、波特率Baud Rate的本质3.1 定义波特率定义为单位时间内传输的码元Symbol数量单位baud描述的是信号状态变化的速度3.2 什么是码元Symbol码元不是“比特”而是通信系统中一次可区分的信号状态例如高 / 低电平不同相位不同幅度或它们的组合3.3 波特率回答的问题是“信号每秒变化多少次”而不是“每秒传多少数据”四、比特率Bit Rate的本质4.1 定义比特率定义为单位时间内传输的比特Bit数量单位bit/sbps描述的是信息传输能力4.2 比特率回答的问题是“系统每秒能传输多少信息”五、波特率与比特率的统一数学关系在所有通信系统中二者的关系都可以归结为一个公式比特率 波特率 × 每码元所携带的比特数这条公式是通信工程中的核心定律之一。六、编码与调制决定二者是否相等的关键6.1 二进制编码系统最简单每个码元只有 2 种状态每码元 1 bit示例UARTNRZRS485NRZBPSK结论比特率 波特率6.2 多进制调制系统现代通信调制方式每码元携带比特QPSK2 bit16QAM4 bit64QAM6 bit结论比特率 波特率 这正是 Wi-Fi、LTE、5G 高速的根本原因。七、UART / RS485最容易混淆但最经典的案例7.1 UART 的信号特性NRZ 编码高电平 / 低电平一个码元只能表示一个 bit7.2 为什么 UART 中二者数值相等1 码元 1 bit ⇒ 9600 baud 9600 bit/s数值⚠️ 但这只是特例结果不是定义。7.3 帧结构与时间本质以8N1为例字段位数起始位1数据位8停止位1合计10位时间T_bit 1 / BaudRate帧时间T_frame 10 × T_bit帧时间就是“每一个比特时间首尾相加”7.4 有效数据速率有效比特率 波特率 × 数据位 / 总位数96008N1 9600 × 8 / 10 7680 bit/s八、I²C没有波特率但常被“类比”8.1 I²C 的本质同步通信使用 SCL 时钟每个时钟周期传 1 bitI²C 严格意义上没有“波特率”8.2 工程近似由于1 个时钟周期 1 bit工程上常说I²C 速率 ≈ 比特率8.3 I²C 速率等级模式SCLStandard100 kHzFast400 kHzFast Plus1 MHzHigh-Speed3.4 MHz⚠️ ACK、地址、仲裁会降低有效吞吐。九、SPI只有比特率的系统同步通信时钟边沿传输数据不存在“码元”概念SPI Clock Bit RateSPI 的“快”来自无起始位无停止位无仲裁无地址阶段十、CAN为什么官方只谈比特率CAN 的特点位同步差分信号非传统“符号”概念位填充机制因此CAN 标准中只有 Bit Rate没有 Baud Rate例如500 kbps1 Mbps⚠️ 有效数据率 标称比特率。十一、无线通信必须严格区分以 LoRa / Wi-Fi 为例符号速率Symbol Rate每符号 bit 数数据率Bit RateBit Rate Symbol Rate × Bits per Symbol 在无线系统中混用 baud 和 bps 是严重错误十一、核心定义速查项目波特率Baud比特率Bit/s含义每秒码元数每秒比特数单位baudbit/sbps描述对象信号变化速度信息传输速度所属层次物理层信息层是否必然相等❌ 否❌ 否十二、通用关系公式必背比特率 波特率 × 每码元携带的比特数十三、各通信接口速率定义对照表接口速率参数名称单位是否有波特率工程说明UARTBaud Ratebaud✅1 码元 1 bitRS485Baud Ratebaud✅与 UART 等价I²CSCL 时钟Hz❌1 时钟 1 bitSPISCK 时钟Hz❌时钟即比特率CANBit Ratebit/s❌官方只用 bpsCAN FDBit Ratebit/s❌数据段更高LoRaSymbol Rate / Data Ratebaud / bit/s✅二者不相等Wi-Fi / LTESymbol Rate / Bit Ratebaud / bit/s✅必须区分十四、UART / RS485 工程速查14.1 UART 位结构8N1字段位数起始位1数据位8停止位1合计1014.2 位时间 / 码元时间T_bit T_symbol 1 / BaudRate14.3 帧时间T_frame 总位数 × T_bit例9600 baud8N1T_bit ≈ 104.17 μs T_frame ≈ 1.04 ms14.4 有效数据速率有效比特率 波特率 × 数据位 / 总位数9600 × 8 / 10 7680 bit/s十五、I²C / SPI / CAN 速率速查I²C模式SCL等效速率Standard100 kHz100 kbpsFast400 kHz400 kbpsFast Plus1 MHz1 MbpsHigh-Speed3.4 MHz3.4 Mbps⚠️ ACK、地址、仲裁降低有效速率SPI项目说明速率参数SCK 时钟单位Hz关系SCK 比特率特点无协议开销CAN类型比特率CAN 2.010 kbps ~ 1 MbpsCAN FD数据段更高⚠️ 位填充 仲裁 → 有效速率下降十六、什么时候用哪个单位场景用哪个串口配置baud寄存器配置baud协议超时baud吞吐量计算bit/s总线带宽bit/s无线通信二者都要十七、常见错误速查说法是否正确9600 就是 9600 bps⚠️ 仅 UART波特率就是速度❌SPI 有波特率❌CAN 用 baud❌LoRa 波特率比特率❌十八、工程应用中的正确使用原则场景应使用串口配置波特率协议定时波特率帧时间计算波特率吞吐能力比特率通信选型比特率无线系统二者都要十九、常见工程误区总结❌ “9600 就是 9600 bps”❌ “波特率就是通信速度”❌ “超时按 bps 算”❌ “提高波特率就一定更快”二十、终极工程总结波特率信号变化速度比特率信息传输能力是否相等取决于编码方式UART 是特例不是规则本节内容已经全部介绍完毕希望通过这篇文章大家对波特率与比特率有了更深入的理解和认识。感谢各位的阅读和支持如果觉得这篇文章对你有帮助请不要吝惜你的点赞和评论这对我们非常重要。再次感谢大家的关注和支持点我关注❤️