串口是串行接口（serialport）的简称，也称为串行通讯接口或COM接口。
串口通讯是指选用串行通讯协议（serialcommunication）在一条信号线上将数据一个比特一个比特别逐位进行传输的通讯形式。
串口按电气规范及协议来区分，包含RS-232-C、RS-422、RS485等。
1.串行通讯
在串行通讯中，数据在1位宽的单条线路上进行传输，一个字节的数据要分为8次，由低位到高位按次序一位一位的进行传送。
串行通讯的数据是逐位传输的，发送方发送的每一位都具有固定的时刻距离，这就要求接纳方也要按照发送方相同的时刻距离来接纳每一位。不仅如此，接纳方还有必要能够确认一个信息组的开端和完毕。
常用的两种根本串行通讯方式包含同步通讯和异步通讯。
1.1串行同步通讯
同步通讯（SYNC:synchronousdatacommunication）是指在约好的通讯速率下，发送端和接纳端的时钟信号频率和相位一直保持一致（同步），这样就确保了通讯两边在发送和接纳数据时具有完全一致的定时联系。
同步通讯把许多字符组成一个信息组（信息帧），每帧的开端用同步字符来指示，一次通讯只传送一帧信息。在传输数据的同时还需求传输时钟信号，以便接纳方能够用时针信号来确认每个信息位。
同步通讯的长处是传送信息的位数几乎不受限制，一次通讯传输的数据有几十到几千个字节，通讯功率较高。同步通讯的缺点是要求在通讯中一直保持准确的同步时钟，即发送时钟和接纳时钟要严格的同步（常用的做法是两个设备运用同一个时钟源）。
在后续的串口通讯与编程中将只讨论异步通讯方式，所以在这里就不对同步通讯做过多的赘述了。
1.2串行异步通讯
异步通讯（ASYNC:asynchronousdatacommunication），又称为起止式异步通讯，是以字符为单位进行传输的，字符之间没有固定的时刻距离要求，而每个字符中的各位则以固定的时刻传送。
在异步通讯中，收发两边取得同步是经过在字符格式中设置开端位和中止位的方法来完成的。具体来说便是，在一个有用字符正式发送之前，发送器先发送一个开端位，然后发送有用字符位，在字符完毕时再发送一个中止位，开端位至中止位构成一帧。中止位至下一个开端位之间是不定长的闲暇位，并且规则开端位为低电平（逻辑值为0），中止位和闲暇位都是高电平（逻辑值为1），这样就确保了开端位开端处一定会有一个下跳沿，由此就能够标志一个字符传输的开端。而根据开端位和中止位也就很容易的完成了字符的界定和同步。
明显，选用异步通讯时，发送端和接纳端能够由各自的时钟来操控数据的发送和接纳，这两个时钟源彼此独立，能够互不同步。
下面简略的说说异步通讯的数据发送和接纳进程。
1.2.1异步通讯的数据格式
在介绍异步通讯的数据发送和接纳进程之前，有必要先弄清楚异步通讯的数据格式。
异步通讯规则传输的数据格式由开端位（startbit）、数据位（databit）、奇偶校验位（paritybit）和中止位（stopbit）组成，如图1所示（该图中未画出奇偶校验位，因为奇偶检验位不是有必要有的，假如有奇偶检验位，则奇偶检验位应该在数据位之后，中止位之前）。
（1）开端位：开端位有必要是持续一个比特时刻的逻辑0电平，标志传输一个字符的开端，接纳方可用开端位使自己的接纳时钟与发送方的数据同步。
（2）数据位：数据位紧跟在开端位之后，是通讯中的真实有用信息。数据位的位数能够由通讯两边共同约好，一般可所以5位、7位或8位，规范的ASCII码是0~127（7位），扩展的ASCII码是0~255（8位）。传输数据时先传送字符的低位，后传送字符的高位。
（3）奇偶校验位：奇偶校验位仅占一位，用于进行奇校验或偶校验，奇偶检验位不是有必要有的。假如是奇校验，需求确保传输的数据共有奇数个逻辑高位；假如是偶校验，需求确保传输的数据共有偶数个逻辑高位。
举例来说，假设传输的数据位为01001100，假如是奇校验，则奇校验位为0（要确保共有奇数个1），假如是偶校验，则偶校验位为1（要确保共有偶数个1）。
由此可见，奇偶校验位仅是对数据进行简略的置逻辑高位或逻辑低位，不会对数据进行本质的判别，这样做的好处是接纳设备能够知道一个位的状况，有或许判别是否有噪声搅扰了通讯以及传输的数据是否同步。
（4）中止位：中止位可所以是1位、1.5位或2位，能够由软件设定。它一定是逻辑1电平，标志着传输一个字符的完毕。
（5）闲暇位：闲暇位是指从一个字符的中止位完毕到下一个字符的开端位开端，表明线路处于闲暇状况，有必要由高电平来填充。
1.2.2异步通讯的数据发送进程
清楚了异步通讯的数据格式之后，就能够按照的数据格式发送数据了，发送数据的具体过程如下：
（1）初始化后或者没有数据需求发送时，发送端输出逻辑1，能够有任意数量的闲暇位。
（2）当需求发送数据时，发送端输出逻辑0，作为开端位。
（3）接着就能够开端输出数据位了，发送端输出数据的*低位D0，然后是D1，*终是数据的*位。
（4）假如设有奇偶检验位，发送端输出检验位。
（5）*终，发送端输出中止位（逻辑1）。
（6）假如没有信息需求发送，发送端输出逻辑1（闲暇位），假如有信息需求发送，则转入过程（2）。
1.2.3异步通讯的数据接纳进程
在异步通讯中，接纳端以接纳时钟和波特率因子决议每一位的时刻长度。下面以波特率因子等于16（接纳时钟每16个时钟周期使接纳移位寄存器移位一次）为例来阐明。
（1）开端通讯，信号线为闲暇（逻辑1），当检测到由1到0的跳变时，开端对接纳时钟计数。
（2）当计到8个时钟的时候，对输入信号进行检测，若依然为低电平，则确认这是开端位，而不是搅扰信号。
（3）接纳端检测到开端位后，隔16个接纳时钟对输入信号检测一次，把对应的值作为D0位数据。
（4）再隔16个接纳时钟，对输入信号检测一次，把对应的值作为D1位数据，直到悉数数据位都输入。
（5）检验奇偶检验位。
（6）接纳到规则的数据位个数和校验位之后，通讯接口电路希望收到中止位（逻辑1），若此时未收到逻辑1，阐明出现了过错，在状况寄存器中置“帧过错”标志；若没有过错，对悉数数据位进行奇偶校验，无校验错时，把数据位从移位寄存器中取出送至数据输入寄存器，若校验错，在状况寄存器中置“奇偶错”标志。
（7）本帧信息悉数接纳完，把线路上出现的高电平作为闲暇位。
（8）当信号再次变为低时，开端进入下一帧的检测。
以上便是异步通讯中数据发送和接纳的全进程了。
1.3几个概念
为了更好的理解串口通讯，咱们还需求了解几个串口通讯傍边的根本概念。
（1）发送时钟：发送数据时，将要发送的数据送入移位寄存器，然后在发送时钟的操控下，将该并行数据逐位移位输出。
（2）接纳时钟：在接纳串行数据时，接纳时钟的上升沿对接纳数据采样，进行数据位检测，并将其移入接纳器的移位寄存器中，*终组成并行数据输出。
（3）波特率因子：波特率因子是指发送或接纳1个数据位所需求的时钟脉冲个数。
2.串口接头
常用的串口接头有两种，一种是9针串口（简称DB-9），一种是25针串口（简称DB-25）。每种接头都有公头和母头之分，其间带针状的接头是公头，而带孔状的接头是母头。
3.RS-232C规范
常用的串行通讯接口规范有RS-232C、RS-422、RS-423和RS-485。其间，RS-232C作为串行通讯接口的电气规范定义了数据终端设备（DTE:dataterminalequipment）和数据通讯设备（DCE:datacommunicationequipment）间按位串行传输的接口信息，合理安排了接口的电气信号和机械要求，在世界范围内得到了广泛的应用。
3.1电气特性
RS-232C对电器特性、逻辑电平和各种信号功用都做了规则，如下：
在TXD和RXD数据线上：
（1）逻辑1为-3~-15V的电压
（2）逻辑0为3~15V的电压
在RTS、CTS、DSR、DTR和DCD等操控线上：
（1）信号有用（ON状况）为3~15V的电压
（2）信号无效（OFF状况）为-3~-15V的电压
由此可见，RS-232C是用正负电压来表明逻辑状况，与晶体管-晶体管逻辑集成电路（TTL）以凹凸电平表明逻辑状况的规则正好相反。
3.2信号线分配
RS-232C规范接口有25条线，其间，4条数据线、11条操控线、3条定时线以及7条备用和未定义线。那么，这些信号线在9针串口和25针串口的管脚上是如何分配的呢？
下面临这些信号线做个简略的介绍。
（1）数据设备预备好（DSR），有用状况（ON）表明数据通讯设备处于能够运用状况。
（2）数据终端预备好（DTR），有用状况（ON）表明数据终端设备处于能够运用状况。
这两个设备状况信号有用，只表明设备自身可用，并不阐明通讯链路能够开端进行通讯了，能否开端进行通讯要由下面的一些操控信号决议。
（3）恳求发送（RTS），用来表明数据终端设备（DTE）恳求数据通讯设备（DCE）发送数据。
（4）答应发送（CTS），用来表明数据通讯设备（DCE）现已预备好了数据，能够向数据终端设备（DTE）发送数据，是对恳求发送信号RTS的响应。恳求发送（RTS）和答应发送（CTS）用于半双工的通讯体系中，在全双工的体系中，不需求运用恳求发送（RTS）和答应发送（CTS）信号，直接将其置为ON即可。
（5）数据载波检出（DCD），用于表明数据通讯设备（DCE）已接通通讯链路，告知数据终端设备（DTE）预备接纳数据。
（6）振铃指示（RI），当数据通讯设备收到交换台送来的振铃呼叫信号时，使该信号有用（ON），通知终端，已被呼叫。
（7）发送数据（TXD），数据终端设备（DTE）经过该信号线将串行数据发送到数据通讯设备（DCE）。
（8）接纳信号（RXD），数据终端设备（DTE）经过该信号线接纳从数据通讯设备（DCE）发来的串行数据。
（9）地线（SG、PG），别离表明信号地和保护地信号线。
22A-A1P4N103
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22A-A9P6N103
22A-A9P6N113
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22A-B017N104
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