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本文主要叙述通过串口来进行文件传输

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一、实验简介

本次实验将首先通过串口来进行发送和接收信息，然后将通过串口发送文件。由于实验设备的限制，本次实验通过笔记本电脑的两个USB口，再通过两个TTL转USB模块和杜邦线连接。

注意：需要将TXD接另一个模块的RXD，RXD接另一个模块的TXD，不需要接电源和地。

效果图也比较简单，这里就不做展示了。关于串口通信的相关原理可以参考我之前的博客STM32F103串口通信USART小试牛刀_江南烟脓雨的博客-CSDN博客

二、通过串口传输文件

在正确连接好硬件后，我们打开串口调制工具，这里选择的是SSCOM软件，有需要的可以在网上搜索到相应的安装包。打开两次SSCOM软件，然后分别选择两个不同的串口

注意：这里需要设置波特率等相关参数一致

1、简单的对话

通过对话框发送简单的文字，信息会通过杜邦线将信息传递回来。比如，我们通过串口6发送Hi，串口7便会接收到串口6发来的信息Hi。再通过串口7发送Hello,wolrd!，串口6会接收到串口7发送的信息。

图2.1

2、文件的传输

接下来是主角的进场了——文件的传输。首先需要在SSCOM中打开文件，这里笔者选择发送一张jpg格式的图片。

图 2.2

然后点击发送文件，此时串口7便会接收到串口6发送的数据。

注意需要勾选接收数据到文件，否则没有文件生成

图 2.3

在SSCOM的同级目录下，将文件名更改为jpg结尾。如果在文件中查看文件时没有文件扩展名（后缀），在文件资源管理器的菜单栏点击查看将文件扩展名选项勾选上，然后再修改文件名。

图 2.4

下面是对比图（左边是串口传输的文件，右边是源文件）

图 2.5

3、思考

笔者还试过不同的波特率，也遇到一些问题。当波特率过高时，误码率上升，因为根据著名的香农公式
$$C=B{\log }_2(1+\frac{S}{N})$$
当信噪比一定时，令$x=S/N_0$，这样上面的公式可以写成
$$C_t=\frac{S}{n_0}\frac{B{n}_0}{S}{\log }_2(1+x{)}^{1/x}=\frac{S}{n_0}{\log }_2(1+x{)}^{1/x}$$
又利用关系式，
$$\underset{x->0}{\lim }\ln (1+x{)}^{1/x}=1$$
及
$${\log }_{2}a={\log }_{2}e\cdot \ln a$$
可以推出
$$\underset{B->\infty }{\lim }{C}_t=\underset{x->0}{\lim }\frac{S}{n_0}{\log }_2(1+x{)}^{1/x}=\frac{S}{n_0}{\log }_{2}e\approx 1.44\frac{S}{n_0}$$
所以，波特率趋于无穷大时，传输速率实则趋近于恒定的值。当我使用这个软件的最大波特率2000000波特率时，传输的文件转化为图片，打开时出现了一些错误。同时，SSCOM软件根据波特率和文件大小计算出了传输时间。如果以I为传信率，S为波特率，N为每个符号承载的信息量，则
$$I=S{\log }_{2}N$$

这次的文件传输实验，实际用时在20s左右，比预计的14s左右要慢6s。

三、实验总结

本次实验相对比较简单，但是从中也可以学习到有关串口和通信的相关知识。比如文章末尾提到的香农公式，感兴趣可以自行查看通信原理有关的知识。

四、参考资料

波特率和数据传输速率的关系 - 丶尘丶 - 博客园 (cnblogs.com)