串口通信（Serial Communications）是一种广泛使用的通信方式，特别是在计算机与外部设备之间的数据传输中。以下是对串口通信及其流程的详细介绍：
一、串口通信概述
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定义：串口通信是指外设和计算机间，通过数据信号线、地线等，按位进行传输数据的一种通讯方式。串口是一种接口标准，它规定了接口的电气标准，但没有规定接口插件电缆以及使用的协议。
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特点：
- 串口通信是异步的，能够在一根线上发送数据的同时在另一根线上接收数据。
- 串口通信能够实现远距离通信，相比并行通信，其传输距离更长。
- 串口通信通常用于ASCII码字符的传输，使用3根线完成通信：地线、发送线、接收线。
二、串口通信的重要参数
- 波特率：表示每秒传输二进制数据的位数，单位是bps（位/秒）。常用的波特率有9600、19200、38400、57600以及115200等。
- 数据位：衡量通信中实际数据位的参数，可选择为5、6、7、8位，其中8位数据位是最常用的。
- 停止位：标志着一帧数据的结束，可选择1位、1.5位或2位。
- 奇偶校验：用于检验数据在传输过程中是否出错，分为奇校验和偶校验。
三、串口通信的数据格式
UART串口通信在发送或接收过程中的一帧数据由4部分组成：起始位、数据位、奇偶校验位和停止位。
- 起始位：标志着一帧数据的开始，通常使用低电平表示。
- 数据位：一帧数据中的有效数据，可以选择5、6、7、8位。
- 奇偶校验位：用于检验数据在传输过程中是否出错，可以选择奇校验、偶校验或者无校验位。
- 停止位：标志着一帧数据的结束，通常使用高电平表示，可选择1位、1.5位或2位。
四、串口通信的流程
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初始化：
- 设置串口通信的参数，包括波特率、数据位、停止位和奇偶校验。
- 配置串口端口，包括选择串口端口号、设置数据缓冲区等。
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数据发送：
- 将要发送的数据按照串口通信的数据格式进行组装，包括起始位、数据位、奇偶校验位和停止位。
- 通过串口端口将数据发送出去。
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数据接收：
- 串口端口接收到数据后，按照串口通信的数据格式进行解析，提取出有效数据。
- 将接收到的数据存储在数据缓冲区中，供后续处理。
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数据处理：
- 根据具体的应用需求，对接收到的数据进行处理。例如，可以将接收到的数据显示在屏幕上、存储到文件中或者进行进一步的分析和处理。
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通信结束：
- 当数据传输完成后，可以关闭串口端口，释放相关资源。
五、串口通信的通信方式
- 单工模式：通信的数据传输是单向的，一方固定为发送端，一方则固定为接收端。
- 半双工模式：使用同一根传输线，既可以发送数据又可以接收数据，但不能同时进行发送和接收。
- 全双工模式：允许数据同时在两个方向上传输，要求发送设备和接收设备都有独立的接收和发送能力。
六、串口通信的应用
串口通信广泛应用于各种计算机与外部设备之间的数据传输场景，例如：
- 计算机与打印机之间的数据传输。
- 计算机与单片机之间的通信。
- 计算机与各种传感器之间的数据传输。
综上所述，串口通信是一种简单、可靠的通信方式，具有广泛的应用场景和重要的实用价值。
