摘　要：給出了一種利用接收到的字符信息檢測串行終端通信波特率 的方法。此方法簡單、可靠、易行，并給出了實現(xiàn)這種檢測方法的偽代碼。
關(guān)鍵詞：自動檢測；波特率

　　串行通信是終端和主機之間的主要通信方式，通信波特率一般選擇1800、4800、9600和 19200等。終端的類型有很多種，其通信速率也有很多種選擇。主機怎樣確定終端的通信速率呢？本文給出了一種簡單、易行的方法：設(shè)定主機的接收波特率（以9600波特為例），終端發(fā)送一個特定的字符（以回車符為例），主機根據(jù)接收到的字符信息就可以確定終端的通信波特率。本文對這種方法予以詳述。

1　基本方法
　　回車符的ASCII值為0x0D。串行通信時附加一個起始位和終止位，位的傳輸順序一般是先傳低位再傳高位。

　　串行通信中一個二進制位的傳輸時間（記為T）取決于通信的波特率，9600波特時一個 二進制位的傳輸時間是19200波特時一個二進制位傳輸時間的兩倍，即：2*T₁₉₂₀₀=T ₉₆₀₀。因此，9600波特時一個位的傳輸時間，19200波特時可以傳輸兩個位。同樣地 ，9600波特傳輸兩個位的時間在4800波特時只能傳送一個位。主機設(shè)定接收波特率為9600， 終端只有也以9600波特發(fā)送的字符，主機才能正確地接收。發(fā)送波特率高于或低于9600都會 使主機接收到的字符發(fā)生錯誤。接收波特率為9600，終端以不同的波特率發(fā)送回車符時，主 機接收到的二進制序列如表1所示。
　　從表1中可以看出，除了19200和1800波特時兩種特例情況，其他情形的二進制序列都是 9600波特時二進制序列的變換。取前十個二進制位與9600波特時的二進制位相對應(yīng)。忽略缺 少停止位‘1’引發(fā)的數(shù)據(jù)幀錯誤，把接收到的字符表示成字節(jié)方式（如表1的最右列所示） 。例如：在發(fā)送速率為1200波特，接收速率為9600波特時，主機得到的字節(jié)是0x80，而不 是正確的回車符0x0D。因為在不同的發(fā)送速率下（9600，4800，2400，1200）得到的字節(jié) 不同，所以通過接收字符的判定就可以確定發(fā)送波特率。
　　發(fā)送波特率為19200時，其發(fā)送速度正好是接收速度（9600波特）的兩倍，因此發(fā)送端 的兩個二進制位會被接收端看作一個。取決于不同的串行接口硬件，‘01’和‘10’這兩種 二進制位組合可能被認(rèn)為是‘1’或者‘0’。幸運的是，只有0～4位存在這樣的歧義問題， 后面的位因為都是停止位，所以都是‘1’。因此，發(fā)送速率為19200波特時接收到的字符其高半個字節(jié)為0xF。低半個字節(jié)可能是多個值中的一個，但不會是0x0，因為0x0D中有相鄰 的兩個‘1’，這就會至少在低半個字節(jié)中產(chǎn)生一個‘1’。因此，整個字節(jié)的形式為0xF?， 且低半個字節(jié)不為0。

表1 　不同波特率下的二進制序列

　　發(fā)送速率為1800波特時，因為　T₁₈₀₀=T₉₆₀₀*16/3，

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而16/3不是整數(shù)，接收端二進制位的狀態(tài)轉(zhuǎn)換時刻和9600波特不一一對應(yīng)，引起在接收端 的一個位接收周期內(nèi)有狀態(tài)發(fā)生變化的可能。表1中給出的第六個位（表示為x）就是這種情 況。因為x有可能被看作‘1’，也有可能被看作‘0’，所以發(fā)送速率為1800波特時接收到 的字節(jié)可能是0xE0或者0xF0。波特率為3600和7200時也有同樣的問題，也可以采用同樣的方 法，但不確定的位數(shù)會增加，需要檢測的字節(jié)種類也會更多。3600波特和7200波特的傳輸速 率幾乎不采用，因此這個問題并不嚴(yán)重。只要發(fā)送波特率在1200～19200之間，我們都可以 通過接收到的一個字符對此波特率進行唯一的判定。

2　低波特率的檢測
　　當(dāng)發(fā)送速率低于1200波特時，接收端收到的字節(jié)都是0x00，因此只能確定其速率低于12 00波特，而不可能再得到更多的信息。為了解決這個問題，可以在9600波特的速率下繼續(xù)接 收下一個字節(jié)信息。發(fā)送速率為600波特或更低時，一個位的發(fā)送時間要大于9600波特時整 個字節(jié)的接收時間。因此，發(fā)送端每一個從‘1’（終止位）到‘0’（起始位）的跳變都會 讓接收端認(rèn)為一個新的字節(jié)開始了。表2所示為600波特或更低的傳輸速率時接收端回車符的 二進制序列（只給出開始的一些位）。

表2　 低波特率回車符的接收方式

　　600波特時，第一個從‘1’到‘0’的跳變在初始化以后即刻發(fā)生。這個跳變讓接收端 得到字節(jié)0x00。第二個跳變在初始化(16+16)*T₉₆₀₀秒以后發(fā)生，這會讓接收端認(rèn) 為另外一個字節(jié)開始接收了。一個二進制位的接收時間是T₉₆₀₀，所以串行接口電路 會在第一個跳變以后10* T₉₆₀₀秒提示第一個字節(jié)接收完畢，在(16+16+10)* T_{96 00}秒以后提示第二個字節(jié)接收完畢。因此600波特時，第一個字節(jié)接收完畢和第二個字節(jié) 接收完畢的時間差是(16+16+10-10)* T₉₆₀₀=32* T₉₆₀₀秒。表2的第三列所示 是把這個時間差以T₉₆₀₀的個數(shù)表示。因為T₉₆₀₀=1/9600秒=104.16毫秒，相 乘可以得到兩個字節(jié)接收完畢的實時間差。不同發(fā)送波特率的時間差如表2的最后一列所示 。有了這個時間差信息，就可以確定低傳輸速率時的波特率了：測定第一個和第二個字節(jié)的 接收時間差，然后在時間差常數(shù)表（表2）里查出哪個波特率下的時間差與之最相近，對應(yīng) 的就是終端發(fā)送波特率。即使測定的時間差有些誤差，一般也可以正確地確定波特率。

3　實現(xiàn)方式
　　通過以上分析，各種波特率都可以通過回車符的發(fā)送和接收信息來測定，算法實現(xiàn)的偽 代碼在本文的最后給出。應(yīng)用實踐證明了這種方法的有效性。
;　Pseudo code to determine what baud rate a transmitter is at,

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on the b asis of a single

;　RETURN (0x0D) character received from it.

Initialise receive baud rate to 9600
Wait for Byte to be received
IF Byte = 0x00 THEN
　　　Start Timer
　　　REPEAT
　　　UNTIL (Timer > 50 ms OR New Byte Received)
　　　CASE Timer IN
　　　　1 ms-4 ms: 600 Baud
　　　　5 ms-10 ms: 300 Baud
　 　 　 11 ms-15 ms: 150 Baud
　 　 　 16 ms-22 ms: 110 Baud
　 　 　 23 ms-32 ms: 75 Baud
　 　 　 33 ms-49 ms: 50 Baud
　　　　　　　ELSE: Timed out; reset
　　END CASE;
ELSIF Byte >= 0xF1 THEN
　　 19200 Baud
ELSE
　　CASE Byte IN
　　　　0x0D: 9600 Baud
　　　　0xE6: 4800 Baud
　　　　0x78: 2400 Baud
　　0xE0,0xF0: 1800 Baud
　　　　0x80: 1200 Baud
　　　　ELSE: Line noise; reset
　　END CASE
END IF■