1. 波特率的定义
   波特率表示每秒钟传送的码元(符号)的个数，单位是波特（Baud,symbol/s）。
2. 与比特率的关系
   通过不同的调制方式，可以在一个码元符号上负载多个bit位信息。
   
   其中I为传信率，S为波特率，N为每个符号承载的信息量。比特率=波特率*单个调制状态对应的二进制位数。
   但是在串口通信中，传输码元(符号)就是比特（bit），即波特率=比特率=时钟周期的数值。
3. 串口通信按照字节传输，1Byte到底有几位？
   串口模式下，若波特率是9600，1秒种只能传送9600/10=960Byte数据，而不是9600/8=1200Byte数据。
   这是因为在网络传输的时候为了区别一个字节的开始和结束需要在每个字节前加一位0，后面加一位1。其中有8个b是表示数据，另外2b是控制信息。在串口模式下传送数据，传送1Byte有效数据需要10位。
   
4. FPGA中的串口通信
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   什么是波特率，波特率怎么计算

假设系统时钟50M，波特率115200. 则传输1bit需要 1/115200s=8.68us。需要计数50*10^6/115200=434个。那么1Byte(串口传输格式为：1bit起始位+8bit数据位+1bit停止位)是不是循环计数10次434就可以传输完毕。

5. 什么时候去采样串口线上的数据呢？
   　　观察上图，Buad_Flag信号(通道2)表示了传输1Bit传输的间隔，每遇到1个Buad_Flag=1的信号，数据线上切换1次数据，所以两个Buad_Flag=1之间的数据是稳定的数据，根据抽样定理是不是应该在两个Buad_Flag=1信号的中间去采样数据呢，其实就是在1bit数据持续期间的中间点采样，才能得到最稳定的数据。
   

串口波特率也称比特率，常用表示单位为bps（比特每秒，1秒钟可传输的bit总数）。以9600波特率为例：1秒钟串口信号线可以传输9600个bit位，1个位所需时间就是1/9600秒约104us。如下图所示：

USB转串口设备，通常支持各类标准以及非标准串口波特率，由USB转串口芯片内部或外部时钟源通过倍频或分频先得到内部串口时钟，然后由内部串口时钟分频得到目标串口波特率。根据USB速率不同，USB转串口又可以划分为全速USB转串口和高速USB转串口。全速USB物理层为12Mbps，高速USB物理层为480Mbps。对于常规低波特率通信，使用全速USB转串口可以满足应用需要，对于高波特率串口通信以及多串口通信，使用高速USB转串口效果更佳。

最大峰值串口波特率是指USB转串口芯片支持的物理最高串口波特率，串口双向通信的总带宽不会超过USB的总线速率，因此以全速USB转串口芯片为例，USB全速物理层为12Mbps半双工，考虑到USB协议及CRC等开销，收发双向使用6Mbps及以上速率串口通讯时，串口通讯必然为非连续传输。数据包之间会存在时间间隔。若要实现连续无间隔传输，可使用高速USB转串口芯片。

连续通信最高波特率是指USB转串口芯片串口实现连续无间隔传输时支持的最高串口波特率，有别于最大峰值串口波特率，该参数强调的是串口数据通信的连续性，对于串口发送来说，在串口数据的停止位和下一个串口数据的起始位之间没有字节间时间间隔。对于串口接收来说，可以连续采样接收无字节间时间间隔的串口数据，缓存在芯片接收FIFO中，然后等待上传至USB主机。通过示波器和逻辑分析仪可得到该间隔时间，在不借助硬件仪器的前提下，也可以对USB转串口设备进行大数据或大文件传输测试，得到串口收发速度。

简而言之，如果对于大数据量串口通信有速度和时间要求，就需要同步评估该芯片支持的最大峰值串口波特率与连续通信最高波特率。

最近在整理串口通信的时候，敲完程序，想到能不能实现波特率自适应功能（起初想实现任意频率的波特率识别，后来发现能力不够，那就转为常见波特率识别吧）。
第一步查阅资料看看别人这是咋做的：波特率自适应常见方法：
1.硬件检测波特率，一些硬件设备自带波特率检测功能例如一些STM32的单片机（硬件检测没啥好说的）。
2.软件检测波特率：
（1）：特征值匹配：收发双方约定一个特殊字符，接收方根据接受的数据查表确定波特率。
李斌斌,冯涛,谷丽. 串口波特率与数据位参数自适应算法的研究与实现[J]. 计算机光盘软件与应用,2014(3):279-280.
(2):发送方发送超宽低电平脉冲，使接收方进入波特率调整状态，并对下一帧数据0x00确定新的波特率。
孙夫文,郑采君,刘昕卓,等. 基于FPGA串口波特率自适应功能的设计与实现[J]. 电子设计工程,2019,27(9):69-73. DOI:10.3969/j.issn.1674-6236.2019.09.016.
上述两种波特率调整方法都需要提前约定检测条件，那么如何设计一套不需要发送特殊字符也能正确调整波特率的算法呢？虽然波特率未知，但是起始位是确定可测的，如果我们采用0校验方式，则每帧数据的0校验位一直为低电平。那么我们已知起始位置，已知校验位点平，我们通过检验校验位位置电平即可知道当前波特率是否合适，如果不合适，则遍历已知波特率直到达到合适。通过这种方法就可以在更改波特率时不需要发送特殊字符给接收方，而接收方可以自动调节的功能。
特点：更改波特率前不需要通知接收方，接收方自动调整、把0校验位作为判断依据，不需要改变帧结构、最重要是没看到有人这样做（可能没啥实用性吧，不过能够和别人不一样就行）。

/*整体实现功能和串口接收程序一样只不过是多检测了一个0检验位，可以直接整合进串口接收程序，这里为了实现模块化，所以把波特率自适应功能单独做一个模块，方便直接添加进串口收发顶层文件中*/
module bps_DR_detect(
	input clk, 
	input rst_n,
	input rs232_rx,
	output reg [2:0]baud_set
);
//同步寄存器，消除亚稳态
reg s0_rs232_rx,s1_rs232_rx;
reg temp0_rs232_rx,temp1_rs232_rx;
always@(posedge clk or negedge rst_n)
		if(!rst_n)begin
			s0_rs232_rx<=1'b0;
			s1_rs232_rx<=1'b0;
		end
		else begin
			s0_rs232_rx<=rs232_rx;
			s1_rs232_rx<=s0_rs232_rx;
		end
//检测下降沿-帧起始位
always@(posedge clk or negedge rst_n)
		if(!rst_n)begin
			temp0_rs232_rx<=1'b0;
			temp1_rs232_rx<=1'b0;
		end
		else begin
			temp0_rs232_rx<=s1_rs232_rx;
			temp1_rs232_rx<=temp0_rs232_rx;
		end
wire nedege;
assign nedege=!temp0_rs232_rx & temp1_rs232_rx;
reg bps_clk;
reg [15:0]div_cnt;
reg uart_state;
reg [15:0]bps_DR;
//分频计数
always@(posedge clk or negedge rst_n)
		if(!rst_n)
		div_cnt<=16'd0;
		else if(uart_state)begin
				if(div_cnt==bps_DR)
					div_cnt<=16'd0;
				else
					div_cnt<=div_cnt+1'b1;	
		end
		else
				div_cnt<=16'd0;
always@(posedge clk or negedge rst_n)
		if(!rst_n)
			bps_clk<=1'b0;
		else if(div_cnt==16'd1)
			bps_clk<=1'b1;
		else 
		   bps_clk<=1'b0;
reg [3:0]bps_cnt;
always@(posedge clk or negedge rst_n)
		if(!rst_n)
		bps_cnt<=4'd0;
		else if(bps_cnt==4'd10)
				bps_cnt<=4'd0;
		else if(bps_clk)
				bps_cnt<=bps_cnt+1'b1;
		else 
				bps_cnt<=bps_cnt;
reg Rx_done;
//一帧接收完成
always@(posedge clk or negedge rst_n)
		if(!rst_n)
			Rx_done<=1'b0;
		else if(bps_cnt==4'd10)
			Rx_done<=1'b1;
		else
			Rx_done<=1'b0;
//读校验位电平
reg r_data_bit;
always@(posedge clk or negedge rst_n)
		if(!rst_n)
		r_data_bit<=1'b0;
		else if(bps_cnt==4'd10)
		r_data_bit<=s1_rs232_rx;
		else
		r_data_bit<=1'b0;
//调整波特率
reg [2:0]DR_cnt;
always@(posedge clk or negedge rst_n)
		if(!rst_n)
		DR_cnt<=3'd0;
		else if(DR_cnt==3'd4)
		DR_cnt<=3'd0;
		else if(r_data_bit)
		DR_cnt<=DR_cnt+1'b1;
always@(posedge clk or negedge rst_n)
		if(!rst_n)begin
		baud_set<=3'd0;
		bps_DR<=16'd5207;
		end
		else begin
				case(DR_cnt)
				   0:begin baud_set<=3'd0;bps_DR<=16'd5207;end
					1:begin baud_set<=3'd1;bps_DR<=16'd2603;end
				   2:begin baud_set<=3'd2;bps_DR<=16'd1301;end
					3:begin baud_set<=3'd3;bps_DR<=16'd867;end
					default:begin baud_set<=3'd0;bps_DR<=16'd5207;end
				endcase
		end
//状态判断
always@(posedge clk or negedge rst_n)
		if(!rst_n)
		uart_state<=1'b0;
		else if(nedege)
		uart_state<=1'b1;
		else if(Rx_done)
		uart_state<=1'b0;
		else
			uart_state<=uart_state;
endmodule

仿真波形如下图所示，通过三帧数据实现了接收波特率等于发送波特率，实现了波特率自动调节和数据的正确接收。理论上最大调整时间为已有波特率数量-1；