一、通信方式分类

（一）按数据传输线路数量划分：串行通信与并行通信

（二）按数据传输方向划分：单工、半双工、全双工通信

二、串口通信（UART）核心知识

（一）串口通信定义

通常指“异步串口通信（UART）”，是串行通信的一种，通过1根发送线（TX）和1根接收线（RX）实现双向数据传输，靠“波特率同步”，广泛用于短距离设备交互（如单片机与电脑、传感器与控制器），属于异步串行全双工通信方式。

（二）串口通信时序

串口通信空闲时数据线为高电平，数据以“帧”为单位传输，1帧包含4个固定部分，时序顺序如下：

        空闲时为高电平

1. 起始位：帧的开始标志，必为低电平（持续1个“位时间”，$ \text{位时间} = \frac{1}{\text{波特率}} $），用于通知接收端“即将传数据”；
2. 数据位：实际传输的二进制数据，通常为5~8位（最常用8位，即1个字节），按“低位在前（LSB）、高位在后（MSB）”传输；
3. 校验位（可选）：用于检错，分奇校验（数据位+校验位总“1”的个数为奇数）、偶校验（总“1”的个数为偶数）、无校验（省略）；
4. 停止位：帧的结束标志，为高电平，用于接收端确认1帧结束，以保证下一个字节发送前的起始位能够表现出来。

（三）串口通信速率

1. 速率决定因素：串口通信速率由“波特率（Baud Rate）”决定，波特率指“每秒传输的信号变化次数”（对串口而言，通常1个信号变化对应1位数据，因此 $ \text{波特率} \approx \text{每秒传输的位数} $，即bps），且收发双方必须设置相同的波特率，否则会因“位时间不匹配”导致数据传输错误。
2. 常见波特率（单位：bps）：1200、2400、4800、9600（常用）、115200等。

三、同步通信与异步通信

串口通信归属：串口通信（UART）属于异步通信，无需时钟线，靠起始/停止位和约定波特率实现数据同步。

四、常见电平标准（TTL、RS232、RS485）

三者是串口通信的“电平标准”（定义“0”和“1”对应的电压范围），核心差异是“电压范围”“传输距离”和“抗干扰能力”：

五、USB相关

USB（通用串行总线）是一种常用的串行通信接口，具有即插即用、支持热插拔、传输速率较高、可同时为外部设备供电等特点，广泛应用于电脑与外部设备（如U盘、鼠标、键盘、手机等）的连接与数据传输，其通信方式为串行通信，支持全双工传输。

六、51单片机串口通信相关代码

（一）头文件引用

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

（二）串口初始化函数

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）单个字符发送函数

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

（四）缓冲区发送函数

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

（五）串口中断服务函数

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

（六）全局变量定义

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

（七）主函数

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;  
}