串口通信—UART

1.串行通信与并行通信

串行通信：数据通过一条信号线逐位传输。      

特点：抗干扰能力强，但速度较慢。

并行通信：数据通过多条信号线同时传输。

特点：速度快，但线路多抗干扰能力弱。

2.单工、半双工、全双工通信

单工通信：数据只能单向传输（固定发送方和接收方）。

半双工通信：数据可双向传输，但同一时间只能单向进行（发送时不能接收，接收时不能发送）。

全双工通信：数据可双向同时传输（发送和接收独立进行）。

3.串口通信及其时序

串口通信：一种串行通信方式，通过单条或两条信号线传输数据，广泛用于设备间短距离通信。

常见的串口通信为UART（通用异步收发传输器）。

通信时序（以 UART 为例）：

UART通过起始位+数据位+校验位+停止位的帧结构传输数据。

时序如下：

1.空闲状态：信号保持高电压（逻辑1）

2.起始位：发送方拉低信号线（逻辑0），表示数据传输开始。

3.数据位：实际数据，低位在前。

4.校验位：用于简单错误检查（奇校验 / 偶校验 / 无校验）。

5.停止位：拉高信号电压（逻辑1）。（通常1 位或 2 位）。

4、串口通信速率的决定因素及常见波特率

串口通信的速率（传输速率）由波特率（bps）决定，即单位时间内传输的二进制位数（bit/s）。波特率需由收发双方预先约定一致，否则会出现数据错乱。

• 常见波特率：1200、2400、4800、9600（最常用）、19200、38400、57600、115200 等。
  例如：9600 波特率表示每秒传输 9600 位（约 1200 字节 / 秒，因包含起始位、停止位等额外开销）。

同步通信、异步通信及串口的归属

同步通信、异步通信及串口的归属

同步通信：收发双方通过统一的时钟信号或同步字符校准传输节奏，数据连续传输。

特点：效率高（无冗余位），但需时钟线或同步机制，硬件复杂。

异步通信:收发双方无统一时钟，通过起始位和停止位标记每帧数据的开始和结束，帧之间可空闲。

特点：无需时钟线，硬件简单（仅需数据线），但有额外开销（起始 / 停止位）。

串口通信（UART）属于异步通信，通过帧结构中的起始位和停止位实现同步，无需专用时钟线。

6、TTL、RS232、RS485

三者均为物理层通信标准，定义了电信号特性（电压范围、逻辑电平、接口等），常用于串口数据传输

TTL (晶体管逻辑)：单片机内部常用的电平标准，逻辑 1 为3.3V 或 5V，逻辑 0 为0V。

传输距离短。

RS232：逻辑1为 -3V~ -15V     逻辑0为  +3V ~ +15V

特点：传输距离较近，支持全双工，需通过电平转换芯片（如 MAX232）与 TTL 设备连接（如单片机与电脑的 USB 转串口。

RS485:工业领域常用的总线标准，通过差分信号传输（A、B 两根线的电压差表示逻辑）

逻辑 1 为B>A（通常 + 2V~+6V）， 逻辑 0 为A>B（通常 - 2V~-6V）

特点：抗干扰强、传输距离远（可达 1200 米）,多工作在半双工模式