小龙报个人主页作者简介C研发嵌入式机器人方向学习者❄️个人专栏《工科必装软件安装教程》《嵌入式的开端 ---- 51单片机》✨永远相信美好的事情即将发生文章目录前言一、什么是串口它的作用1.1 串行通讯1.2 并行通讯1.3 串并行通讯的特点与对比二、串口的参数2.1 串行通信的基本方式2.2 串口电平标准​2.3 串口数据结构2.4 串口波特率2.5 串口校验位2.5.1 N 无校验2.5.2 O 奇校验2.5.3 E 偶校验2.5.4 固定校验2.6 串口停止位2.7 空闲位​总结与每日励志前言串口作为嵌入式开发中核心的通讯接口凭借低成本、简线路、广适配的优势成为设备间数据交互的关键载体。本文从串口本质与串并行通讯差异切入系统拆解单/半/全双工模式、电平标准、数据帧结构等核心参数详解波特率、校验位、停止位的配置逻辑为51单片机串口编程、设备间远距离通信打下坚实基础助力快速掌握串口通讯核心原理与应用要点。一、什么是串口它的作用串行口简称为串口什么是串口它的作用是什么​两个人交流一般通过在说话在空气中产生的声波传输两台机器交流我们可以模拟摩斯密码一样其中一台机器通过IO发送对应频率高低电平的脉冲另一台机器接收进行解析但这种操作IO的方式需要我们考虑的问题很多多快的频率谁发谁收丢失了一个脉冲怎么办等等于是后面就有了规范这些交流的协议简称为通讯协议基于通讯方式的不同也有了串行通讯和并行通讯两种通讯方式。​串口是一种应用十分广泛的通讯接口串口成本低、容易使用、通信线路简单可实现两个设备的互相通信。1.1 串行通讯串行通信是指使用一条数据线将数据一位一位地依次传输每一位数据占据一个固定的时间长度。其只需要少数几条线就可以在系统间交换信息特别适用于计算机与计算机计算机与外设之间的远距离通信先传输低位再传输高位。如下图所示1.2 并行通讯并行通信通常是将数据字节的各位用多条数据线同时进行传送通常是8位16位32位等数据一起传输1.3 串并行通讯的特点与对比串行通信的特点优点传输线少长距离传送时成本低且可以利用电话网等现成的设备缺点但数据的传送控制比并行通信复杂。​并行通信的特点优点控制简单传输速度快缺点:由于传输线较多长距离传送时成本高且接收方的各位同时接受存在困难抗干扰能力差。​总结各有特点现阶段绝大部分的通讯口都使用串口。​二、串口的参数2.1 串行通信的基本方式(a.)单工通信数据只能单方向传输。​(b.)半双工通信通信双方交替进行双向数据传输但两个方向的传输不能同时进行。​(c.)全双工通信通信双方可同时进行数据收发的工作方式。51单片机的串行口是全双工传输方式。2.2 串口电平标准​传输线缆中人为规定的电压与数据的对应关系串口常用的电平标准有如下三种​•TTL电平transistor transistor logic 3V~5V 表示 1 0V 表示 0​•RS232 电平 -3~-15V 表示 1 3~15V 表示 0​•RS485 电平两线压差 2~6V 表示 1 -2~-6V 表示 0 差分信号​​2.3 串口数据结构一个完整的串行数据也就是一个数据帧Data frame包括起始位、数据位、停止位、奇偶校验位。数据位前后即帧头和帧尾包含一些必要的控制信息。其中MSBMost Significant Bit是指低地址存放最高有效字节LSBLeast Significant Bit则是低地址存放最低有效字节一般使用这个。MSB与LSB以20存储为例子20 - 0x14 - 0b0001 0100​MSB: 0010 1000​LSB: 0001 01002.4 串口波特率通俗解析就是波特率越高传输速度越快。​常见的串口典型的“波特率”值是300/1200/2400/9600/19200/38400/115200 /230400等。​串口通信速率单位时间内传输二进制的位数例波特率为9600指1s内传输9600位则传输一位需要1/9600104.17us ​2.5 串口校验位2.5.1 N 无校验不加校验位可以少传输一位数据2.5.2 O 奇校验要传输的数据中不包含校验位有奇数个‘1’ 则校验位为‘0’ 反之为‘1’例数据‘1111 000’ 偶数个‘1’ 所以添加校验位为‘1’ 整体为‘1111 0000 1’2.5.3 E 偶校验要传输的数据中不包含校验位有偶数个‘1’ 则校验位为‘0’ 反之为‘1’2.5.4 固定校验MMark 标记、符合检验位固定为1​SSpace 空间、空地校验位固定为02.6 串口停止位停止位停止位是一帧数据结束的标志可以是1bit、1.5bit或者2bit逻辑“1” 高电平​如果没有停止位接收设备就无法知道何时一个数据包结束从而无法正确地处理接收到的数据。2.7 空闲位​空闲位不算是串口报文内的数据, 它是发送完一组报文后总线会自动将电平拉高产生1bit 逻辑“1”的空闲位​。​​总结与每日励志✨本文系统介绍了串口通讯的核心原理与应用要点。首先对比了串行与并行通讯的优缺点指出串行通讯凭借低成本、简线路的优势成为主流。随后详细解析了单工、半双工和全双工三种工作模式以及TTL、RS232等电平标准。重点阐述了串口数据帧结构包括起始位、数据位、校验位和停止位的作用并解释了波特率对传输速度的影响。最后说明了奇偶校验和空闲位的功能。文章为51单片机串口编程和设备间通信提供了理论基础帮助开发者快速掌握串口通讯的关键技术参数与配置方法。