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计算串口115200波特率下的数据传输速率需要考虑数据帧格式。以下是详细计算过程：
我们计算串口传输速率时需要考虑以下因素：
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波特率（Baud Rate）：115200 表示每秒钟传输的符号数（symbols per second）。
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串口数据帧的构成：包括起始位、数据位、校验位和停止位。
一个典型的串口数据帧（以最常见的配置为例）：
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1个起始位（低电平）
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8个数据位（一个字节）
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1个校验位（可选，这里假设有）
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1个停止位（高电平）
所以一帧的总位数 = 1（起始位） + 8（数据位） + 1（校验位） + 1（停止位） = 11位。
那么，每秒钟传输的位数是115200位，所以每秒钟传输的帧数（即字节数）为：
字节数 = 总位数 / 每帧的位数 = 115200 / 11
计算：115200 ÷ 11 ≈ 10472.727… 字节/秒
如果没有校验位，则每帧为10位（1起始位+8数据位+1停止位），则：
字节数 = 115200 / 10 = 11520 字节/秒
因此，具体传输多少个字节取决于串口配置。
常见的配置有：
8N1：8个数据位，无校验位，1个停止位（共10位）
8E1：8个数据位，偶校验，1个停止位（共11位）
8O1：8个数据位，奇校验，1个停止位（共11位）
8N2：8个数据位，无校验位，2个停止位（共11位）
所以，在计算之前，需要知道具体的配置。
但是，最常用的是8N1（无校验，1停止位），即10位传输一字节。
因此，在8N1配置下，115200波特率对应的字节传输速率为：
115200 / 10 = 11520 字节/秒。
如果配置为8E1（偶校验，1停止位），则为：
115200 / 11 ≈ 10472.73 字节/秒。
结论：在8N1配置下，115200波特率每秒传输11520字节。
一、串口数据帧结构
一个完整的串口数据帧包含：
- 1个起始位（逻辑0）
- 5-9个数据位（通常为8位）
- 0/1个校验位（奇/偶/无校验）
- 1-2个停止位（通常为1位）
最常见配置（8N1）：
| 起始位 | 数据位（8） | 校验位（无） | 停止位（1） | 总计 |
|---|---|---|---|---|
| 1位 | 8位 | 0位 | 1位 | 10位 |
二、115200波特率下的字节传输速率计算
1. 理论最大速率（无校验位，1停止位）
\text{字节/秒} = \frac{\text{波特率}}{\text{每帧总位数}} = \frac{115200}{1(\text{起始}) + 8(\text{数据}) + 1(\text{停止})} = \frac{115200}{10} = 11520 \text{ B/s}
2. 实际有效速率
- 扣除协议开销（帧间隔、缓冲时间等）：
\text{实际速率} ≈ \text{理论速率} \times 85\% = 11520 \times 0.85 ≈ 9792 \text{ B/s} - 约等于 9.56 KB/s（1KB=1024B）
三、不同配置下的速率对比
| 配置格式 | 每帧位数 | 理论速率（B/s） | 实际可用速率（B/s） |
|---|---|---|---|
| 8N1 | 10位 | 11,520 | 9,792 |
| 8E1 | 11位 | 10,473 | 8,900 |
| 7N1 | 9位 | 12,800 | 10,880 |
| 8N2 | 11位 | 10,473 | 8,900 |
注：N=无校验，E=偶校验，O=奇校验
四、传输时间计算示例
传输1KB数据（1024字节）：
\text{时间} = \frac{1024 \text{ 字节}}{9792 \text{ B/s}} ≈ 0.1045 \text{ 秒}
传输时间表：
| 数据量 | 时间（8N1配置） |
|---|---|
| 1KB | 0.104秒 |
| 10KB | 1.045秒 |
| 100KB | 10.45秒 |
五、实际应用注意事项
- 硬件限制：
- 串口控制器FIFO缓冲区大小（通常16-128字节）
- 中断响应延迟（通常10-100μs）
- 软件开销：
- 操作系统调度延迟（RTOS约1-10μs，Linux桌面系统可能达ms级）
- 误码影响：
- 115200波特率在50cm导线内可靠传输
- 长距离需降波特率（如9600）
六、性能优化建议
- 增大数据包：
// 示例：合并小数据包 uint8_t buf[64]; // 替代单字节发送 send_packet(buf, sizeof(buf)); - 启用DMA传输（减少CPU占用）：
// STM32 HAL示例 HAL_UART_Transmit_DMA(&huart1, data, size); - 使用硬件流控（RTS/CTS）：
- 避免缓冲区溢出导致数据丢失
实测工具：
使用示波器测量起始位到停止位时间：\text{位时间} = \frac{1}{115200} ≈ 8.68 \mu s完整帧时间（8N1）：
10 × 8.68μs = 86.8μs
掌握这些计算方法和优化技巧，可确保串口通信既高效又可靠。