串口通信是通过发送和接收数据帧来进行的。数据帧由开始位、数据位、校验位和停止位组成,数据位、校验位和停止位各占1至2个位,开始位是1个低电平位。串口的波特率是指每秒钟的传输速率,波特率越高,单位时间内传输的数据量也就越多。当波特率越高时,数据帧之间的时间就会变短,如果发送或接收不及时就可能会丢失数据,或者导致数据误差,甚至引起系统崩溃。
因此,在串口传输数据的时候,每个数据帧之间需要有足够的间隔时间,以确保数据的正确性,否则串口就无法承受高频率的数据传输。
串口通信的速度受限于串口缓存的大小,串口缓存的大小与操作系统有关。在某些操作系统中,串口缓存的大小可能非常小,当数据量大于缓存大小时,数据将会丢失。当频率越高时,数据量也就越大,因此缓存的大小成为限制串口传输速率的瓶颈之一。
此外,由于CPU和串口之间的传输速度差别较大,当CPU无法及时处理从串口缓存中读取的数据时,这些数据就会在缓存中积累,导致“数据堵塞”,从而也会降低串口数据传输速率。
串口的硬件能力也是串口传输速率的限制因素之一。串口的硬件能力包括数据帧的最大字节数、波特率的最大值以及串口的最大传输距离等。当数据帧的字节数达到串口的最大值时,串口将无法再承载更多的数据,从而导致数据传输速度降低。类似地,波特率和传输距离也会受到硬件限制,当达到限制时,数据传输速度也会受到影响。
串口通信是一种中断驱动方式,当串口接收到数据时,会触发中断请求。当中断请求发生时,CPU会停止当前的任务并处理中断请求。因此,中断响应速度也是串口传输速率的瓶颈之一。当数据传输速度达到一定程度时,中断处理的开销也会更大,从而导致数据传输速度的下降。
此外,在中断处理过程中,如果出现了锁定操作,将会使中断响应时间延长,从而导致数据传输速度下降,同时也可能引起系统崩溃。