單片機與外圍設備，單片機與單片機之間進行通信，通俗點說就是數據傳輸，數據傳輸的方式有多種，我們經常用到的就有串口通信、IIC通信、RS232，485，CAN總線等等。目前在中小學實驗室中，學生們操作開源硬件，用到的通信方式以IIC，串口通信居多。今天咱們就先來聊聊串口通信。

單片機的CPU和外界通信時采用的是并行模式，為什么采用并行模式？大家只要稍微一思考就能想出答案。并行通信指的是數據（以8位為基數）在傳輸時一次同時發送8個位，打個比方，這就像8個人同時去打水，每人提一個水桶，那怎樣才能在最短的時間內將8個水桶裝滿水呢？那當然是用8個水龍頭同時為8個水桶裝水，每個水龍頭裝一個桶，8個水龍頭相互之間各不影響。單片機的接口與外部設備進行通信時則是采用串行通信模式，所謂串行通信模式，就是數據按照順序一位一位的傳輸，數據的傳輸具有時間上的先后順序。同樣打個比方，8個人去提水，只有一個水龍頭，這8個人就要一個一個排隊，裝滿一個水桶再裝下一個水桶。很顯然，并行通信比串行通信速度更快。

采用并行通信，由于在同一時間內需要同時發送或接收8個位的數據，每個數據占據一個數據位，就需要8條數據線來進行數據傳送與接收，在提高傳輸速度的同時犧牲了硬件資源；而采用串行通信，數據是一個位一個位的按順序發送或接收，那就只需要兩條數據線就夠了，一條用于發送數據，一條用于接收數據。數據傳輸的速度比不上并行通信，但是節省了大量的硬件資源。

至此，也許你已經對串口通信有了初步認識，但是，還沒結束。我們在應用串口通信時還會遇到一些專業術語知識，下面我再給大家簡單介紹一下：

1、串口連接。單片機進行串口通信時總是要求實現數據的雙向傳輸，即發送數據和接收數據。在我們的單片機上你會找到串口通信接口，TXD（Transmit Data）數據發送端口和RXD（Receive Data）數據接收端口。單片機在進行串行通信連接時，一方的TX數據發送端要接另一方的RX數據接收端；RX數據接收端接另一方的TX數據發送端。即你發我收，我發你收。當然還要為單片機提供電源，這個就不用多說了吧！

2、波特率（bps）。bits per second，比特/秒。也叫做比特率，只是音譯上的區別而已。它反應的是每秒進行通訊的位數。我們經常看到電腦網絡連接速度XXMbps，即是指每秒鐘處理數據的個數為XX兆位。

3、數據模式。這里就要為大家介紹下數據位、停止位、校驗位的概念。

數據位是衡量通信中實際數據位的參數。當計算機發送一個信息包時，實際的數據不一定全是8位的，標準的值是5、6、7和8位。究竟是幾位取決于實際傳送的信息。我們都知道一個字節是8個位。標準的ASCII碼是0～127（7位）。而擴展的ASCII碼則是0～255（8位）。如果數據使用標準 ASCII碼，那么每個數據包就是7個數據位。每個數據包是指一個字節，包括開始/停止位，數據位和校驗位。由于實際數據位取決于通信協議的選取，術語“包”指任何通信的情況。

停止位用于表示一個包的最后一位。典型的值為1，1.5和2位。由于數據是在傳輸線上定時的，并且每一個設備有其自己的時鐘，很可能在通信中兩臺設備間出現了小小的時差，導致不同步。因此停止位不僅僅是表示傳輸的結束，它還提供計算機校正時鐘同步的機會。停止位的位數越多，時鐘校正的程度越大，數據傳輸率同時也越慢。

檢驗位是串口通信中一種簡單的檢錯方式。有四種檢錯方式：偶、奇、高和低。也可以沒有校驗位。對于偶和奇校驗的情況，串口會設置校驗位（數據位后面的一位），用一個值確保傳輸的數據有偶數個或者奇數個邏輯1。例如，如果數據是011，那么對于偶校驗，校驗位為0，保證邏輯1的位數是偶數個。如果是奇校驗，校驗位為1，這樣就有3個邏輯1位。高位和低位不是真正的檢查數據，簡單置位邏輯高或者邏輯低校驗。這樣使得接收設備能夠知道一個位的狀態，判斷通信是否受到干擾或者傳輸和接收數據是否同步。

一般在默認的情況下為“8N1”模式，即8位數據位，無（None）校驗，1位停止位。

相信通過以上介紹，你已經對串口通信又有了更深的理解。真正掌握串口通信原理還需要在實踐中不斷探索。

編輯：hfy