串行接口是一種可以將接收來自CPU的并行數(shù)據(jù)字符轉(zhuǎn)換為連續(xù)的串行數(shù)據(jù)流發(fā)送出去，同時(shí)可將接收的串行數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換為并行的數(shù)據(jù)字符供給CPU的器件。一般完成這種功能的電路，我們稱為串行接口電路。串口通信(Serial Communications)的概念非常簡(jiǎn)單，串口按位(bit)發(fā)送和接收字節(jié)的通信方式。

串口通信(Serial Communications)的概念非常簡(jiǎn)單，串口按位(bit)發(fā)送和接收字節(jié)。盡管比按字節(jié)(byte)的并行通信慢，但是串口可以在使用一根線發(fā)送數(shù)據(jù)的同時(shí)用另一根線接收數(shù)據(jù)。它很簡(jiǎn)單并且能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)距離通信。比如IEEE488定義并行通行狀態(tài)時(shí)，規(guī)定設(shè)備線總長(zhǎng)不得超過20米，并且任意兩個(gè)設(shè)備間的長(zhǎng)度不得超過2米;而對(duì)于串口而言，長(zhǎng)度可達(dá)1200米。典型地，串口用于ASCII碼字符的傳輸。通信使用3根線完成，分別是地線、發(fā)送、接收。由于串口通信是異步的，端口能夠在一根線上發(fā)送數(shù)據(jù)同時(shí)在另一根線上接收數(shù)據(jù)。其他線用于握手，但不是必須的。串口通信最重要的參數(shù)是波特率、數(shù)據(jù)位、停止位和奇偶校驗(yàn)。對(duì)于兩個(gè)進(jìn)行通信的端口，這些參數(shù)必須匹配。

一)準(zhǔn)備：

先按要求將待測(cè)試的串口和工裝機(jī)上的串口連接起來。具體方法請(qǐng)參閱《工業(yè)計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)支持手冊(cè)》。

二)測(cè)試：

1，打開SSCOM串口測(cè)試軟件，選擇需要測(cè)試的串口。

2，點(diǎn)擊“打開串口”。注：打開串口后，該按鈕就變成“關(guān)閉串口”再次點(diǎn)擊就會(huì)關(guān)閉串口了。

3，在最下面的“字符串輸入框”中，輸入一些字符。沒有特別要求。

4，波特率可采用默認(rèn)值，也可以選擇自己要用到的波特率。但待測(cè)串口和工裝機(jī)串口的波特率設(shè)置要相同。

5，如果要讓串口循環(huán)發(fā)送數(shù)據(jù)，可勾選“定時(shí)發(fā)送”，默認(rèn)為1000ms/次，可以按需要修改其它值。如果只需要發(fā)送一次，點(diǎn)擊下面的“發(fā)送”按鈕即可。

總的來說，串口通信是一個(gè)廣泛使用的數(shù)字通信協(xié)議，它用于在兩個(gè)設(shè)備之間通過專門設(shè)計(jì)的線路(稱為串行端口)傳輸數(shù)據(jù)。串口通信可以使計(jì)算機(jī)與外部設(shè)備進(jìn)行可靠地點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接，例如打印機(jī)、調(diào)制解調(diào)器、傳感器等。簡(jiǎn)單來說，串口通信允許將信息從計(jì)算機(jī)中發(fā)送到其他設(shè)備,或者從其他設(shè)備中接收信息并傳遞回計(jì)算機(jī)。通常情況下，串口通信需要指定一些參數(shù)，如傳輸速率、校驗(yàn)方式、數(shù)據(jù)位數(shù)和停止位等來保證傳輸數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

2.串行數(shù)據(jù)傳輸原理

串行數(shù)據(jù)傳輸是通過單個(gè)線路按順序地發(fā)送一個(gè)比特的信息。與串行相反，還有并行數(shù)據(jù)傳輸方式，該方式使用多個(gè)少量且同時(shí)傳輸?shù)男诺馈?

在實(shí)際應(yīng)用中常見的串行數(shù)據(jù)傳輸方式主要有兩種協(xié)議類型：同步和異步。其中，在基礎(chǔ)電子學(xué)和計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)領(lǐng)域，這些術(shù)語通常被限制為說明時(shí)鐘如何控制數(shù)據(jù)信號(hào)流動(dòng)。

并行和串行的區(qū)別

并行傳輸: 多根線路傳輸，每條物理線代表一個(gè)比特位，可以同時(shí)發(fā)送和接受多個(gè)字節(jié);

串行傳輸: 只用一條線路傳輸，逐位傳輸，字節(jié)內(nèi)允許出現(xiàn)延遲(如開始或結(jié)束等)，而每個(gè)字節(jié)之間必須有完整的停止和起始位置。

同步傳輸和異步傳輸?shù)牟顒e

同步傳輸：在知道對(duì)方狀態(tài)下進(jìn)行全雙工傳輸，需要調(diào)節(jié)系統(tǒng)時(shí)鐘，使得傳送速度不超過緩存容量，并保持包絡(luò)上均衡。

異步傳輸：既能針對(duì)字符流，也可針對(duì)比特流。異步傳輸沒有明確定義的“幀”模式,因此不需要同步時(shí)鐘，但會(huì)增加一個(gè)幀同步域，用于在接收端恢復(fù)字節(jié)邊界，并通過位數(shù)逐個(gè)地進(jìn)行幀的識(shí)別。

串口通信采用的異步傳輸方式

在實(shí)際應(yīng)用中，串口通常使用異步技術(shù)來發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。異步傳輸可以按需動(dòng)態(tài)調(diào)整數(shù)據(jù)傳輸速率，以便快速響應(yīng)用戶操作或自動(dòng)控制事件的發(fā)生。

與同步處理器總線相比，串行處理通信協(xié)議(例如UART)有一定優(yōu)勢(shì)，如：圖形用戶界面環(huán)境下可提高系統(tǒng)穩(wěn)定性;縮小增量電路板尺寸并降低成本;更輕松地連接遠(yuǎn)程業(yè)務(wù)設(shè)備等.

3.串口通信規(guī)定參數(shù)

串口通信規(guī)定參數(shù)是計(jì)算機(jī)與外設(shè)設(shè)備(比如單片機(jī)、傳感器等)進(jìn)行串口通信時(shí)所必須遵循的一系列參數(shù)規(guī)定，其中包括波特率、數(shù)據(jù)位數(shù)、校驗(yàn)位和停止位等。以下是這些規(guī)定參數(shù)的詳細(xì)介紹：

波特率：

波特率表示信息傳送的速率，是計(jì)算機(jī)與外設(shè)設(shè)備進(jìn)行通信的重要參數(shù)。通俗地說，波特率描述的是單位時(shí)間內(nèi)傳輸?shù)谋忍財(cái)?shù)。波特率一般用“bps”來表示，它的單位為位/秒。串口常用的波特率有9600、115200、38400等，常用于MCU與計(jì)算機(jī)之間的通信。通信設(shè)備使用串口通信時(shí)，波特率必須相同，否則會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳輸出錯(cuò)。

數(shù)據(jù)位數(shù)：

數(shù)據(jù)位數(shù)表示接收和發(fā)送的數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)。一般情況下，常用的數(shù)據(jù)位數(shù)為7位或8位，而在通常的情況下默認(rèn)使用8位數(shù)據(jù)位數(shù)。數(shù)據(jù)位數(shù)的選擇取決于所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)格式以及傳輸需要的準(zhǔn)確度和速度。

校驗(yàn)位：

校驗(yàn)位是為了保證接收到的數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性而設(shè)置的一個(gè)位。校驗(yàn)位主要有三種方式，分別為奇校驗(yàn)、偶校驗(yàn)和無校驗(yàn)。奇校驗(yàn)是指在數(shù)據(jù)位數(shù)上奇數(shù)的傳輸信息完成后，將其全部加起來，如果結(jié)果為奇數(shù)則校驗(yàn)位為0，否則為1。偶校驗(yàn)則是將其全部加起來，如果結(jié)果為偶數(shù)，則校驗(yàn)位為0，否則為1。無校驗(yàn)是指在數(shù)據(jù)傳輸后不對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行任何的校驗(yàn)位檢驗(yàn)。

停止位：

停止位指的是數(shù)據(jù)傳輸完成后發(fā)送器發(fā)送的一位信號(hào)。其目的是告訴接收器，本次數(shù)據(jù)傳輸已經(jīng)結(jié)束。例如，對(duì)于8位數(shù)據(jù)加一位停止位，停止位為1，這樣就能夠表示出本次的數(shù)據(jù)傳輸已經(jīng)結(jié)束。

4.串口使用的硬件及線路類型

RS-232接口及標(biāo)準(zhǔn)電壓定義：

RS-232接口是一種傳統(tǒng)的串口標(biāo)準(zhǔn)，它用于從一個(gè)DTE(數(shù)據(jù)終端設(shè)備)和另一個(gè)DCE(數(shù)據(jù)通訊設(shè)備)之間傳輸數(shù)據(jù)。在RS-232標(biāo)準(zhǔn)中，數(shù)據(jù)線末端的電平定義被設(shè)定為+5V至-5V之間的電壓。一般而言，數(shù)據(jù)的高電平定義在+3V到+25V之間，低電平則被定義為-3V到-25V之間。RS-232接口所采用的電壓定義是相對(duì)而言比較老舊的，新型的電腦一般都不再支持RS-232接口。

TTL/CMOS電平與RS-232格式轉(zhuǎn)換芯片：

TTL(晶體管-晶體管邏輯)和CMOS(互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體)電平是另一種常見的串口傳輸方式。在這種傳輸方式中，高電平被定義為高電位，低電平則被定義為零電位。TTL/CMOS電平的數(shù)據(jù)通信速率較高，適用于一些新型的電腦和通訊設(shè)備。

為了兼容老舊的RS-232接口，一些通訊設(shè)備使用了TTL/CMOS電平與RS-232格式轉(zhuǎn)換芯片。這種芯片能夠?qū)TL/CMOS電平轉(zhuǎn)換成RS-232電平，并實(shí)現(xiàn)與RS-232設(shè)備的通訊。在使用轉(zhuǎn)換芯片進(jìn)行串口通訊時(shí)，需要注意芯片的基本配置和所匹配的串口類型。

總之，對(duì)于串口通訊來說，所使用的硬件設(shè)備和線路類型，以及使用的電平標(biāo)準(zhǔn)是非常重要的。能夠正確地進(jìn)行選型和設(shè)置，才能夠保證串口通訊的正確性和穩(wěn)定性。