串行接口的工作原理以及串行接口的优缺点

串行接口（Serial port）又称“串口”，也称串行通信接口（通常指COM接口），是采用串行通信方式的扩展接口。常见的有一般电脑应用的RS-232（使用 25 针或 9 针连接器）和工业电脑应用的半双工RS-485与全双工RS-422。下面小编给大家介绍一下串行接口的工作原理以及串行接口的优缺点。

一、串行接口的工作原理

当今人们使用的所有计算机操作系统都支持串行端口，因为其“入驻”计算机已有数十年的历史了。而并行端口的发明要晚得多，速度也比串行端口快得多。USB端口的历史只有数年，它很可能在接下来的几年内全面取代串行端口和并行端口。
之所以取名为“串行”端口，是因为这种端口会将数据“串行化”。更具体地说，它一次获取一个字节的数据并传输该字节的8位。这样做的优势在于，串行端口只需要一条线路就能传输8个位，而并行端口则需要8条。相应的劣势在于，其传输数据的用时是拥有八条线路时的8倍。此外，串行端口还可以降低线缆成本，使线缆更加小巧。

在发送数据的每个字节之前，串行端口会发送一个开始位，这是一个值为0的单个位。在发送完数据的每个字节之后，它将发送一个停止位，表示该字节已传输完成。此外，它还可以发送奇偶校验位。

串行端口也称为通信（COM）端口，是一种双向端口。在双向通信中，每个设备都可以接收数据和传输数据。串行设备使用不同的针脚来接收和传输数据——如果使用相同的针脚，通信将限制为半双工模式，这表示信息一次只能在一个方向上传播。使用不同的针脚可以实现全双工通信，在这种模式中，信息可以同时在两个方向上传播。

串行端口依靠特殊的控制器芯片通用异步接收/传输器（UART）来实现自己的功能。UART芯片从计算机的系统总线获得并行输出，然后将其转换成串行形式，以便通过串行端口传输。为了提高效率，大多数UART芯片都内置有16到64千字节的缓冲区。利用这个缓冲区，芯片便可以在处理要流向串行端口的数据的同时，缓存从系统总线流入的数据。大多数标准串行端口的最大传输速率为115Kbps（千比特每秒），增强型串行端口（ESP）和超级增强型串行端口（Super ESP）等高速串行端口可以实现460Kbps的数据传输速率。

二、串行接口的优缺点

优点：使用的数据线少，在远距离通信中可以节约通信成本。

缺点：因为每次只能传输一位数据，所以传输速度比较低。