串口通信（Serial Communication）是一種通過單根數據線逐位傳輸數據的通信方式，常用於嵌入式系統、工業設備、傳感器、計算機外設等場景。

一、串口通信核心參數

1. 波特率（Baud Rate）定義

    ：每秒傳輸的符號數（單位：bps，bits per second）。常見值

    ：9600、19200、38400、115200 等。要求

    ：通信雙方的波特率必須一致，否則數據會解析錯誤。

2. 數據位（Data Bits）定義

    ：每個數據幀中實際傳輸的有效數據位數。可選值

    ：5、6、7、8 位（常用 8位，對應一個字節）。

3. 停止位（Stop Bits）定義

    ：標誌數據幀結束的位，用於同步時鐘。可選值

    ：1位、1.5位、2位（常用 1位）。  

4. 校驗位（Parity Bit）定義

    ：用於檢測數據傳輸過程中的錯誤。類型

    ：無校驗（None）

    ：不進行校驗。奇校驗（Odd）

    ：數據位中“1”的個數為奇數時，校驗位為0。偶校驗（Even）

    ：數據位中“1”的個數為偶數時，校驗位為0。 

二、數據幀格式

一個完整的串口數據幀由以下部分組成（以 8N1 格式為例）

    | 起始位 | 數據位（D0-D7） | 校驗位 | 停止位 |

• 起始位：1位低電平（邏輯0），標誌數據幀開始。
• 數據位：低位（LSB）在前，高位（MSB）在後。
• 校驗位：可選（根據校驗類型決定是否包含）。
• 停止位：1位高電平（邏輯1），標誌數據幀結束。

三、物理接口標準

• RS-232：

• 電平：±3~15V（邏輯1=-3~-15V，邏輯0=+3~+15V）。

• 傳輸距離：<15米。

• TTL UART：

• 電平：0V（邏輯0）、3.3V/5V（邏輯1）。

• 傳輸距離：<1米（需電平轉換芯片延長距離）。

• RS-485：

• 差分信號，抗干擾強，支持長距離（千米級）。

• 適用於工業多節點通信。

四、通信流程

1. 發送端：

拉低起始位 → 發送數據位 → 計算併發送校驗位 → 拉高停止位。

2. 接收端：

檢測起始位下降沿 → 按波特率採樣數據位 → 校驗數據 → 檢測停止位

五、同步 vs. 異步通信

• 異步通信（常用）：

• 無獨立時鐘線，依賴起始位和停止位同步。

• 雙方需預先約定波特率。

• 同步通信：

• 需額外時鐘線（如SPI、I2C），傳輸效率更高。

• 串口通信一般默認為異步模式