一、通信方式分類

（一）按數據傳輸線路數量劃分：串行通信與并行通信

（二）按數據傳輸方向劃分：單工、半雙工、全雙工通信

二、串口通信（UART）核心知識

（一）串口通信定義

通常指“異步串口通信（UART）”，是串行通信的一種，通過1根發送線（TX）和1根接收線（RX）實現雙向數據傳輸，靠“波特率同步”，廣泛用于短距離設備交互（如單片機與電腦、傳感器與控制器），屬于異步串行全雙工通信方式。

（二）串口通信時序

串口通信空閑時數據線為高電平，數據以“幀”為單位傳輸，1幀包含4個固定部分，時序順序如下：

? ? ? ? 空閑時為高電平

1. 起始位：幀的開始標志，必為低電平（持續1個“位時間”，$ \text{位時間} = \frac{1}{\text{波特率}} $），用于通知接收端“即將傳數據”；
2. 數據位：實際傳輸的二進制數據，通常為5~8位（最常用8位，即1個字節），按“低位在前（LSB）、高位在后（MSB）”傳輸；
3. 校驗位（可選）：用于檢錯，分奇校驗（數據位+校驗位總“1”的個數為奇數）、偶校驗（總“1”的個數為偶數）、無校驗（省略）；
4. 停止位：幀的結束標志，為高電平，用于接收端確認1幀結束，以保證下一個字節發送前的起始位能夠表現出來。

（三）串口通信速率

1. 速率決定因素：串口通信速率由“波特率（Baud Rate）”決定，波特率指“每秒傳輸的信號變化次數”（對串口而言，通常1個信號變化對應1位數據，因此 $ \text{波特率} \approx \text{每秒傳輸的位數} $，即bps），且收發雙方必須設置相同的波特率，否則會因“位時間不匹配”導致數據傳輸錯誤。
2. 常見波特率（單位：bps）：1200、2400、4800、9600（常用）、115200等。

三、同步通信與異步通信

串口通信歸屬：串口通信（UART）屬于異步通信，無需時鐘線，靠起始/停止位和約定波特率實現數據同步。

四、常見電平標準（TTL、RS232、RS485）

三者是串口通信的“電平標準”（定義“0”和“1”對應的電壓范圍），核心差異是“電壓范圍”“傳輸距離”和“抗干擾能力”：

五、USB相關

USB（通用串行總線）是一種常用的串行通信接口，具有即插即用、支持熱插拔、傳輸速率較高、可同時為外部設備供電等特點，廣泛應用于電腦與外部設備（如U盤、鼠標、鍵盤、手機等）的連接與數據傳輸，其通信方式為串行通信，支持全雙工傳輸。

六、51單片機串口通信相關代碼

（一）頭文件引用

#include <reg52.h>  
#include <stdio.h>  
#include <string.h>  
#include "delay.h"  

（二）串口初始化函數

void init_uart(void)  
{  unsigned char t;  t = SCON;  t &= ~(3 << 6);  t |= (1 << 6) | (1 << 4);  SCON = t;  PCON |= (1 << 7);  t = TMOD;  t &= ~(3 << 4);  t |= (2 << 4);  t &= ~(3 << 6);  TMOD = t;  TH1 = 204;  TL1 = 204;  TCON |= (1 << 6);  IE |= (1 << 7) | (1 << 4);  
}  

（三）單個字符發送函數

void send_char(char ch)  
{  SBUF = ch;  while((SCON & (1 << 1)) == 0);  SCON &= ~(1 << 1);  
}  

（四）緩沖區發送函數

void send_buffer(const char *p, int len)  
{  while(len--)  {  send_char(*p++);  }  
}  

（五）串口中斷服務函數

void uart_handler(void) interrupt 4  
{  if((SCON & (1 << 0)) != 0)  {  P2 = SBUF;  SCON &= ~(1 << 0);  }  
}  

（六）全局變量定義

xdata char recv_buffer[64];  
int pos = 0;  

（七）主函數

int main(void)  
{  int i = 1;  int n = 10;  char *p = (char *) &p;  xdata char buffer[32];  init_uart();  while(1)  {  n = sizeof(int);  sprintf(buffer, "int size  =  %d\n", n);  send_buffer(buffer, strlen(buffer));  n = sizeof(char);  sprintf(buffer, "char size  =  %d\n", n);  send_buffer(buffer, strlen(buffer));  n = sizeof(short);  sprintf(buffer, "short size  =  %d\n", n);  send_buffer(buffer, strlen(buffer));  n = sizeof(double);  sprintf(buffer, "double size  =  %d\n", n);  send_buffer(buffer, strlen(buffer));  n = sizeof(long);  sprintf(buffer, "long size  =  %d\n", n);  send_buffer(buffer, strlen(buffer));  n = sizeof(char *);  sprintf(buffer, "char * size  =  %d\n", n);  send_buffer(buffer, strlen(buffer));  delay(0x9FFF);  }  return 0;  
}