一、串行通信简介

串行通信技术是把数据按顺序一位一位进行传输，只需要两根数据传输线路即可。相对于并行通信而言，串行通信技术虽然节省了端口消耗，但是也降低了数据传输速率。

串行通信的通信方向一般分为三类：

单工：只允许数据向一个方向传输；

半双工：可接收、可发送数据，但是同一时间只允许一个方向数据传输；

全双工：可接收、可发送数据，且允许数据同时间进行双向传输。

串行通信方式有两种，分别是同步通信及异步通信。同步通信可以理解为，通信双方由同一时钟线控制，进行同步数据传输。常见的同步通信方式有I2C、SPI等；异步通信则是不需要时钟同步信号，发送设备与接收设备各自选择各自的时钟控制来实现数据发送及接收。常见的异步通信有UART、RS232等。

二、通信方式详解

想要选择合适的通信方式，首先需要了解与之相对的通信原理，下面我们先浅析一下串行通信中异步、同步通信及并行通信原理。

串行通信异步原理如下图所示：

特点：

1.不需要同步时钟线；

2.通信双方需要在数据传输前配置相同数据传输速率，例如：UART常用波特率9600。

串行通信同步原理如下图所示：

特点：

1.拥有同步时钟线；

2.数据的每一位通过时钟信号进行传输；

3.时钟统一、字符与字符间同步无间隔。

并行通信原理如下图所示：

特点：

1.由于各个数据位同时进行传输，传输速率极快（是串行通信速率的8倍）、效率超高；

2.占用端口多，成本较高；

3.并行通信抗干扰能力较差；

4.只适用于短距离高速通信。

三、优缺点分析

串行通信中，同步与异步通信主要区别及优缺点如下：

1.在同步通信中，发送方、接收方时钟统一，这也使得其在数据传输过程中字符与字符是没有间隔的。但是异步通信不同，发送方、接收方不要求时钟同步，也就意味着字符与字符之间是异步传输；

2.其实同步通信与异步通信所面向的传输对象是不同的，异步通信作为面向字符传输，单位是字符。而同步通信则是面向比特传输，单位是帧；

3.异步通信不同于同步传输，需要特定的时钟线路进行协调时序；

4.一般情况下，同步通信速率要高于异步通信。

四、总结

就目前市面流行性而言，UART、SPI、IIC、RS232、RS485都是最具代表性的串行通信方式。UART、SPI、IIC都已经作为单片机外设的重要组成部分，由此可见其使用的广泛性。同样RS485、RS232也常被使用在工业控制通信中。其中RS485由于采用差分接收器与平衡驱动器进行组合，所以在抗噪声及抗干扰方面要强得多，这也使其成为工业控制中最主流的通信方式之一。