串行通信是計算機通信方式之一，主要起到主機與外設以及主機之間的數(shù)據(jù)傳輸作用。以下是對串行通信的詳細解釋：

一、定義與特點

• 定義：串行通信是指通信雙方按位進行，遵守時序的一種通信方式。在串行通信中，數(shù)據(jù)是按位依次傳輸?shù)模课粩?shù)據(jù)占據(jù)固定的時間長度。

• 特點：

• 傳輸線少：串行通信通常只需要少數(shù)幾條通信線路就可以完成系統(tǒng)間交換信息。

• 成本低：由于傳輸線少，所以串行通信的成本相對較低。

• 適用性廣：串行通信適用于近距離的人-機交換、實時監(jiān)控等系統(tǒng)通信工作，同時借助于現(xiàn)有的電話網(wǎng)也能實現(xiàn)遠距離傳輸。

二、工作原理

• 數(shù)據(jù)格式：在串行通信中，每個數(shù)據(jù)字節(jié)通常包含起始位、數(shù)據(jù)位、可選的校驗位以及停止位。起始位表示數(shù)據(jù)字節(jié)的開始，數(shù)據(jù)位是數(shù)據(jù)字節(jié)的有效位，校驗位用于檢驗數(shù)據(jù)傳輸錯誤，停止位表示數(shù)據(jù)字節(jié)的結(jié)束。

• 同步方式：串行通信可以分為同步通信和異步通信兩種。同步通信需要發(fā)送端和接收端有共同的時鐘信號，而異步通信則通過起始位和停止位來實現(xiàn)數(shù)據(jù)同步。

• 數(shù)據(jù)傳輸：在異步通信中，發(fā)送端在發(fā)送數(shù)據(jù)字節(jié)前會先發(fā)送一個起始位，然后發(fā)送數(shù)據(jù)字節(jié)的每個Bit，最后發(fā)送一個或多個停止位。接收端通過檢測起始位的狀態(tài)轉(zhuǎn)變來同步接收數(shù)據(jù)。

三、應用領域

• 系統(tǒng)間通信：串行通信多用于系統(tǒng)間通信（多主控制系統(tǒng)）、設備間（主控設備與附屬設備）、器件間（主控CPU與功能芯片）之間數(shù)據(jù)的串行傳送。

• 計算機與外部設備：串口通信作為一種異步串行通信方式，被廣泛地應用在計算機與外部設備之間的數(shù)據(jù)交互上，如打印機、掃描儀、RFID讀寫器、條碼掃描槍等設備。

• 工業(yè)自動化：串口通信在工業(yè)自動化中非常重要，用于控制和監(jiān)控機器和生產(chǎn)線，連接各種傳感器、執(zhí)行器和控制器，以實現(xiàn)高效的生產(chǎn)過程控制。

• 其他領域：串行通信還應用于消費電子產(chǎn)品、計算機網(wǎng)絡（較早的計算機網(wǎng)絡中用于連接調(diào)制解調(diào)器）、科研設備（如示波器、頻譜分析器等）、汽車電子（如故障檢測和分析系統(tǒng)）等領域。

四、常見接口標準

• RS-232：用于計算機與外部設備通信的標準串口協(xié)議，傳輸距離短，使用±3到±15V表示邏輯信號。

• RS-422：差分信號接口，抗干擾性強，適合長距離通信，需要線driver和line receiver進行轉(zhuǎn)換。

• RS-485：在RS-422基礎上增加了多點通信功能，支持多設備連接，可以實現(xiàn)一主多從的通信結(jié)構(gòu)。

• USB：通用串行總線，可以實現(xiàn)高速串口通信，USB轉(zhuǎn)串口芯片廣泛應用于各種外部設備的連接。

綜上所述，串行通信是一種簡單、經(jīng)濟、實用的數(shù)據(jù)傳輸方式，在多個領域得到了廣泛的應用和發(fā)展。