✍ 什么是波特率，波特率怎么计算➹
概述：

　　☆简而言之，串口传输的波特率即为每秒钟传输二进制的位数。

　　☆脱离枯燥乏味的文字描述，我们用波形和数字来看看波特率是什么吧☟。

　　☆说明：系统时钟50M(为串口提供时钟的时钟频率)，波特率115200。

　　

基础知识：




因
果




系统时钟(为串口提供时钟的时钟频率)－50M
时钟周期${{\rm{1}} \over {{\rm{50*1}}{{\rm{0}}^{\rm{6}}}}}$


1个时钟周期可以计数1次
50M时钟1s计数50 000 000个


系统时钟－50M
计1个数需要${{\rm{1}} \over {{\rm{50*1}}{{\rm{0}}^{\rm{6}}}}}$s


波特率-115200
1s传输二进制的位数115200bit


波特率-115200
传输1bit需要 1/115200s=8.68us


50M系统时钟------波特率为115200
传输1bit需要计数$({\rm{50*1}}{{\rm{0}}^{\rm{6}}}/{\rm{115200}}) = 434$


以上重点是推导出50M系统时钟—波特率为115200条件下传输1bit需要计数个数为434。
串口传输格式

●我们通常用的串口传输格式为：1bit起始位+8bit数据位+1bit停止位(无奇偶校验位),如下图所示：



所以传输1Byte数据串口需要传输10bit数据。上面计算得传输1Bit需要的时间为8.68us，则传输1Byte需要时间为8.68*10=86.8us。
波特率

　　由基础知识知50M系统时钟—波特率为115200条件下传输1bit需要计数个数为434。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。

直接上图：图中描述了1Byte数据传输的示意图，重点都在图里！！！。



✍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。见下图，重点都在图里！！！

　　

　　★图中序号①-⑩分别为10bit数据的采样点，采样点处提取数据为1010_1010(0xAA)。
★★★至此，从下往上再看一遍，就明白了我们所熟悉的波特率（115200/9600/…）怎么来的。

☞然后再想想为什么51单片机会有一个定时器专门服务于串口。

☞再想想为什么9600波特率和115200波特率不能对接了，原理很简单我这边2秒发一次数据，你那边1秒接一次数据，怎么能成功接收呢。
收发波特率一致：



收发波特率不一致，导致RX端不能正常接收：


★★★如有错误，欢迎指导。

转自：http://m.elecfans.com/article/611035.html?fromtype=app

1. 什么是波特率
不管是什么单片机，在使用串口通信的时候，有一个非常重要的参数：波特率。什么是波特率：波特率就是每秒传送的字节数。双方在传输数据的过程中，波特率一致，这是通讯成功的基本保障。下面以STM32单片机为例，讲解一下串口波特率的计算方法。
2. STM32波特率相关的寄存器
STM32单片机设置波特率的寄存器只有一个：USART_BRR寄存器，如下图所示。
该寄存器的有效位数为16位，前4位用于存放小数部分，后12位用于存放整数部分。将波特率算出来后，数值填入这个波特率就可以了。下面介绍如何计算。
3. 波特率计算方法
STM32的数据手册给出了计算方法，有一个公式，如下图所示：
在这个公式上，共有三个变量，其中两个我们是知道的，Fck和Tx/Rx波特率 这两个是已知的，USARTDIV是未知的。通过该公式的描述可以看出如果使用USART1的话,那Fck就是PCLK2=72MHz，否则就是PCLK1=36MHz，Tx/Rx波特率这个参数是已知的。只需要计算出USARTDIV的值赋值给USART_BRR寄存器就可以了。以115200为例，将公式变形后得到：USARTDIV = 72×1000000/(16×115200) = 39.0625。即将39.0625写入USART_BRR即可。
前文说过，USART_BRR的前4位存放小数部分，后12位存放整数部分。
那小数部分DIV_Fraction = 0.0625×16 = 1 = 0x01；那整数部分DIV_Mantissa = 39 = 0x27；那USART_BRR = 0X271;
数据手册给我们提供了一张数据表：
在这张数据表上，已经算出了常用的波特率值，我们可以拿来直接用。但是如果我们想把波特率的计算做成一个传参函数的方式，如：USART_INIT(uint_t 16 Baud),在调用时只需要写USART_INIT(9600)，USART_INIT(115200)，那程序该怎么写呢？
4. 程序的实现
下面介绍的是寄存器版的程序。
程序第一步45行：先计算得到USART_DIV，这个就是前面公式的变形；程序第二步46行：获得USART_DIV的整数部分；程序第三步47行：获得USART_DIV的小数部分；程序第四步48行：将整数部分左移4位，即存入BRR寄存器的后12位；程序第五步49行：将整数和小数部分合在一起，即前4位和后12位重新组合；程序第六步50行：将计算出来的数值赋给BRR寄存器。
这样一个将波特率作为形参的函数就完成了。从以上来看的话，波特率的计算好像也不是很难啊。

文章目录
误码率概念
绘制误码率曲线
代码实现

误码率概念
传输信息的有效性和可靠性是通信系统最重要的质量指标，对于数字通信系统，有效性用信息的传输速率来衡量，可靠性用错误率（误比特率和误码率）来衡量。

公式：误码率=错误码元数/传输的总码元数

将发送端的码元序列和接收端码元序列进行比较，得到错误码元数，具体过程是按位异或发送端的码元序列和接收端码元序列，使不同位表达为1，相同位表达为0，并计算异或后的和，即得到错误码元数，按上面的公式计算出误码率。
绘制误码率曲线
信号的传送过程中，由于噪声的干扰，可能出现解码错误，对于QPSK通信系统，在信号进行调制后，在信道中对信号采用加性高斯白噪声进行干扰，所以在这一过程中在调制信号中加入高斯白噪声，然后对这个调制信号进行解调，将原始信号与解调信号进行比较，计算出误码率。
代码实现
其中调制解调信号的产生在前面的博客中已经介绍过了，不在赘述。

1、首先自定义异或函数，用于后面计算误码率：
def bitxor(lst1, lst2):
    """两个二进制列表的逐位异或"""
    if len(lst1) != len(lst2):
        print('两个列表长度不一致！')
        return []
    else:
        return [lst1[x]^lst2[x] for x in range(len(lst1))]

2、误码率计算
error1 = bitxor(data, demodata)
error11 = np.sum(error1)
Awgn_num_BER = error11/nb

3、绘制误码率曲线
#误码率曲线
SNRindB1 = np.arange(0, 7, 1)
SNRindB2 = np.arange(0, 7, 0.1)

#高斯信道
smld_bit_awgn_err_prb = []
for i in range(len(SNRindB1)):
    pb1 = cm_sm33(SNRindB1[i])
    smld_bit_awgn_err_prb.append(pb1)
    
#理论曲线
theo_err_awgn_prb = []
for i in range(len(SNRindB2)):
    SNR = np.exp(SNRindB2[i]*np.log(10)/10)                        #信噪比
    theo_err_awgn_prb.append(0.5*special.erfc(np.math.sqrt(SNR)))  #高斯噪声理论误码率
    

plt.figure(figsize=(12, 8))
plt.semilogy(SNRindB2, theo_err_awgn_prb, 'b')
plt.semilogy(SNRindB1, smld_bit_awgn_err_prb, 'r*')
plt.title('误码率曲线', fontproperties=font,fontsize=20)
plt.axis([0, 6, 1.0e-3, 1e-1])
plt.gca().yaxis.set_major_formatter(mticker.FormatStrFormatter('%.0e'))
plt.xlabel('Eb/No',fontproperties=font, fontsize=20)
plt.ylabel('BER',fontproperties=font, fontsize=20)
plt.legend(['理论AWGN','仿真AWGN',], fontsize=14)
plt.show()

运行结果：


参考博客：https://blog.csdn.net/qq_40074819/article/details/105488447

一、ps命令中%CPU字段的含义

1、"man ps"中的解释

CPU usage is currently expressed as the percentage of time spent　running during the entire lifetime of a process.

This is not ideal,and it does not conform to the standards that ps otherwise conforms to.CPU usage is unlikely to add up to exactly 100%.



2、计算模型

%CPU=(进程的生命周期中占用CPU的时间)*100/(进程的生命周期代表的时间长度)

比如一个进程的生命周期的时间长度是1000s，然后在这1000s内占用CPU的时间是500s，那么

%CPU=500*100/1000=50

即最后的结果表示50%



3、具体计算过程

1)获取数据

主要是从/proc/uptime文件和/proc/[PID]/stat文件获取相关数据

2)计算

主要根据“2、计算模型”的思路利用获得的数据进行计算





二、top命令中%CPU字段的含义

根据"man top"中的解释：

"The task's share of the elapsed CPU time since the last screen　update, expressed as a percentage of total CPU time."



top命令中的%CPU字段的含义跟ps命令中的%CPU字段的含义不一样

top命令中的%CPU字段表示：在一个固定的间隔时间内，某个进程使用的CPU时间占总CPU时间（即这段间隔时间）的比值。[在Window操作系统下的资源管理器中的CPU字段含义也是如此]





三、手动计算top命令中的%CPU字段

1、利用ps

确定一个间隔时间，在间隔时间的开始处，执行ps命令，获取某个进程在开始处已经使用的CPU时间；在间隔时间的结束处，执行ps命令，获取某个进程在结束处已经使用的CPU时间。

间隔时间内进程使用的CPU时间=结束处使用的CPU时间-开始处使用的CPU时间

%CPU=间隔时间内进程使用的CPU时间*100/CPU总时间（即间隔时间长度）



2、利用/proc下的数据

其实ps命令的数据来自于/proc目录下的文件，因而如果直接使用/proc下的数据也是可以实现“手动计算top命令中的%CPU字段”的目标的



参考文献：

[1]http://unix.stackexchange.com/questions/58539/top-and-ps-not-showing-the-same-cpu-result