串口波特率是指串行通信系统中传输数据的速率，单位为每秒传输的位数(bps)。波特率直接影响通信的质量和效率，是串口通信中的重要参数。常见的波特率包括9600、19200、38400、57600和115200等。
一、 串口波特率的定义及常见范围
根据不同的应用场景，波特率可以分为以下几类：
- 低速波特率：低于9600波特率，适用于对传输速度要求不高的场景，如传输简单控制命令、温度传感器数据等。
- 中速波特率：9600到115200波特率，适用于大多数传感器、显示器、工控设备等。
- 高速波特率：超过115200波特率，适用于大规模数据传输，如高速摄像机、激光雷达、无线通信模块等。
选择合适的波特率需要考虑实际应用中的通信距离、数据量和通信质量要求。例如，RS-232串口的波特率范围通常为110bps至115200bps，而RS-485串口的波特率范围则更广，可达300bps至115200bps。此外，USB串口适配器的波特率范围也通常为300bps至115200bps。
在实际应用中，合理选择波特率可以提高数据传输速度和稳定性，减少传输误差。例如，Arduino编程中常用的波特率为9600bps。
二、 不同串口标准(如RS-232/RS-485等)支持的最高波特率
不同串口标准(如RS-232/RS-485等)支持的最高波特率如下：
1.RS-232：
最高波特率通常为115.2Kbps(115200bps)，但在某些情况下可以达到230.4Kbps(230400bps)。
一些特定设备或转换器可能支持更高的波特率，如921.6Kbps、1920Kbps等。
2.RS-485：
最高波特率通常为10Mbps。
一些特定设备或转换器可能支持更高的波特率，如38.4Kbps、480Kbps等。
3.RS-422：
最高波特率通常为230.4Kbps(230400bps)。
一些特定设备或转换器可能支持更高的波特率，如100Kbps。
总结：
- RS-232：最高波特率通常为115.2Kbps，但在某些情况下可以达到230.4Kbps。
- RS-485：最高波特率通常为10Mbps。
- RS-422：最高波特率通常为230.4Kbps。
这些波特率的具体值可能因设备和应用场景的不同而有所变化。
三、 硬件设备(如微控制器/计算机串口控制器)对波特率的限制
硬件设备(如微控制器/计算机串口控制器)对波特率的限制主要受到以下几个方面的影响：
1.串口芯片的限制：
不同的串口芯片有不同的最大波特率。例如，16550芯片支持的最大波特率为115200 bps，而8250芯片支持的最大波特率为19200 bps。
一些高性能的串口芯片，如NI串行硬件，可以在特定条件下支持高达10 Mb/s的波特率。
2.系统时钟频率：
微控制器的系统时钟频率决定了波特率的上限。例如，PIC16F1718微控制器的最大波特率与所选时钟源的频率有关。
ATmega328PB微控制器的波特率由系统振荡器的频率决定，最大波特率可达4095 bps。
3.硬件资源限制：
缓冲区大小和CPU负载也会影响波特率。例如，NI串行硬件在高波特率下可能会出现流量控制问题，影响吞吐量。
在Windows 11 64位系统中，主板串口的最大波特率可能受到硬件和驱动程序的限制，较旧的硬件可能仅支持115200 bps。
4.通信距离和噪声干扰：
通信距离较远或存在较强干扰时，通常会降低波特率以提高通信稳定性。
5.操作系统和驱动程序：
操作系统和驱动程序可能对波特率有额外的限制。例如，在Windows系统中，串口通信的最高波特率通常为115200 bps，而在Linux系统中可以达到460800 bps。
6.特定应用需求：
在某些工业应用中，波特率可能需要根据具体需求进行调整。例如，NI串行硬件在高波特率下需要使用CTS/RTS或Xon/Xoff等流控制方式。
综上所述，硬件设备对波特率的限制主要取决于串口芯片的性能、系统时钟频率、硬件资源、通信距离、噪声干扰以及操作系统和驱动程序的支持。在实际应用中，应根据具体需求选择合适的波特率，并参考设备的技术规格说明书以确保数据传输的可靠性和稳定性。
