在本文中，我們將探討數據傳輸速率的挑戰，并討論波特率在舊通信系統中的作用。

計算機通過從一臺設備到另一臺設備的線路跨線發送“位”數字信息來進行通信。此過程允許設備向您的計算機發送數據或從您的計算機發送數據，您無需擔心設置詳細信息 - 它可以正常工作。但是，對于某些設備，我們必須提供有關波特率的信息。什么是波特率，它為什么重要？

數字設備之間通信的每個方面都建立在二進制信息的交易之上。最早的設備使用串行和并行通信端口，根據現代標準，速度通常相對較慢。

幾乎所有基于現代技術的設備都在計算機背景下處理通信協調。當您將新設備插入備用 USB 端口時，會出現一條消息，提醒您計算機正在“安裝設備驅動程序軟件”。延遲幾秒后，配置完成，我們再也不用擔心了。

圖 1。常見的 Allen Bradley MicroLogix 1000 使用串行通信方法，其中波特率在 RSLinx 應用程序中選擇。

工業設備有點不同。頻繁升級計算機系統可能非常昂貴，更不用說風險了。大多數控制系統都包含久經考驗的通信協議，但也有點落后于現代自動配置的便利性。我經常連接到 PLC 并被提示提供諸如“波特率”或“半雙工和全雙工”等術語的信息，同時手動選擇 COM 端口來路由信息。

通信協議速度的限制

之前，我提到了串行和并行通信協議。隨著數據流變得越來越復雜，每種方法都有自己增加數據吞吐量的方法。對于并行通信，電纜中并排的更多線路可以發送更多數據。隨著電子產品變得更小、更緊湊，這帶來了明顯的挑戰。

對于串行通信，更快的數據速率會帶來更高的吞吐量。計算機發展的速度允許數據傳輸速率不斷增加，而無需增加捆綁中的電線數量，這對硬件設計人員來說是個好消息。同時，它也給軟件開發團隊帶來了挑戰。

最有可能的是，您的計算機可以非常快速地進行通信。諸如以太網 適配器之類的適配器能夠達到每秒 10 千兆比特（每秒 10 億比特）的速度。但是，如果您希望連接到幾十年前的設備，它就無法以這種速度處理數據。

設計軟件的挑戰是了解外圍設備共享數據的速度，然后在與該設備通信時將您的計算機限制在該速度。在現代系統中，這就是神秘的“設備驅動軟件”中包含的信息。在這兩種設備中，限制因素幾乎肯定是較舊、速度較慢的設備。

對于早于自動化配置的硬件，這個速度必須在兩端手動協調：計算機和外圍設備。

為什么速度需要匹配？

傳輸數據時，通常由 8、16 或 32 位系列的二進制數據片段組成。這些數據字符串可以表示代碼、二進制形式的數值或 8 位 ASCII 字符，例如字母、數字或符號。

圖 2。DirectLogic 105 及其相關軟件 DirectSOFT，說明為正確通信選擇波特率。

如果發送設備被告知以特定速率發送數據，但接收設備只期望該數據速率的一半，則它將錯過所有其他位。不用說，在接收端，數據將是一堆無用的信息。

波特率通常顯示為數據交換率的預選列表，因此用戶無法輸入她或他自己的任意波特率。這些波特率通常從每秒幾百位到每秒超過 100，000 位不等。

經驗法則是選擇可以實現的最快數據速率，而不會留下太多丟失信息的機會。隨著數據速率變得更高，一位受到電纜電容干擾的機會增加，并且數據將被破壞。另一方面，選擇太低的數據速率可能會提高可靠性，但會花費太多時間發送和接收消息，從而丟失關鍵的傳感器讀數。

常見波特率應用

不要期望在基于以太網的適配器和設備上看到可配置的波特率，但在某些情況下可能會遇到這個障礙。

圖 3。Arduino 編程接口，一個常見的業余愛好微處理器平臺，通過 Serial.begin 命令（左上角的橢圓形）為控制器板本身選擇波特率，并從 PC 終端的列表中選擇（右下角的圓圈）。

串行 COM 端口。許多使用標準和專有 COM 端口的微型 PLC 可能需要有關波特率的信息。我已經配置了許多需要此類信息的 MicroLogix1000 處理器。幸運的是，一旦選擇了正確的 COM 端口，RSLinx 通常能夠自動配置。

DeviceNet 網絡。波特率的另一個限制因素是電纜的距離。導線的運行時間越長，預期的波特率就越慢。制造商的規格概述了此類系統的功能。

微處理器。我經常使用業余愛好的微控制器平臺，例如 Arduino。在這個設備中，波特率被輸入到程序中并加載到電路板上；同樣，必須在軟件中選擇相同的波特率。

較舊的計算機系統，尤其是工業應用中的計算機系統，通信速度不如以太網或其他協議快。為了緩解這種情況，計算機可能會提示您輸入波特率。波特率將有助于確保數字設備之間的通信正確且不會丟失任何數據。