串口通信的基本原理详解

串口通信的基本原理详解

串口通信是一种常用的数据传输方式，其基本原理是通过串行传输数

据位来实现数据的发送和接收。在串口通信中，数据以位(bit)的形式一

个一个地传输。本文将详细介绍串口通信的基本原理。

首先，串口通信的硬件部分是由发送端和接收端两个设备组成。发送

端负责将数据转换成串行形式并发送出去，接收端负责接收串行数据并将

其转换为可读的形式。

1.串行传输

串口通信采用串行传输的方式，也就是将数据位一个一个地按顺序传输。每个数据位由低电平（0）和高电平（1）两种状态表示。在发送端，

数据通过转换电路将其从并行形式转换为串行形式，然后通过串行线路逐

位发送出去。在接收端，串行数据被逆转换电路转换回并行形式，然后进

一步处理。

2.起始位和停止位

为了保证接收端能够正确识别数据的开始和结束位置，串口通信中一

般会在每个数据位之前和之后添加额外的位。起始位用于表示数据的开始，一般为低电平（0）；停止位用于表示数据的结束，一般为高电平（1）。

起始位和停止位之间是实际的数据位，其长度根据通信需求确定。

3.波特率

4.数据校验

为了确保数据的可靠传输，在串口通信中常常会进行数据校验。常见

的校验方式有奇偶校验和循环冗余校验(CRC)。奇偶校验是一种简单的校

验方式，根据发送数据的位数中1的个数进行判断，从而决定校验位的值。CRC校验则是通过生成多项式对发送的数据进行计算，然后将计算得到的

余数作为校验位发送出去，在接收端进行同样的计算，通过比较余数是否

相同来判断数据的正确性。

5.流控制

串口通信中的流控制是为了解决发送端和接收端速度不一致而造成的

数据丢失问题。当数据发送速度过快时，接收端可能来不及处理即将到来

的数据，导致数据丢失。为了解决这个问题，可以使用硬件流控制或软件

流控制。硬件流控制一般通过发送端和接收端之间的额外线路来实现，例

如使用RTS(请求发送)和CTS(清除发送)信号。软件流控制则是通过发送

特定的控制字符来通知对方是否可以继续发送数据。

总结起来，串口通信基于串行传输，在发送端将数据转换为串行形式，通过串行线路逐位发送出去，在接收端将串行数据转换为并行形式，并进

行进一步处理。通过添加起始位、停止位、校验位以及流控制等措施，保

证数据的正确性和可靠性。