口是串行接口（serial port）的簡稱，也稱為串行通信接口或COM接口。

串口通信是指采用串行通信協議（serial communication）在一條信號線上將數據一個比特一個比特地逐位進行傳輸的通信模式。

串口按電氣標準及協議來劃分，包括RS-232-C、RS-422、RS485等。

一、按通信方式分類

同步通信

• 帶時鐘同步信號傳輸，比如SPI，IIC通信接口。
• 在同步通訊中，收發設備上方會使用一根信號線傳輸信號，在時鐘信號的驅動下雙方進行協調，同步數據。例如，通訊中通常雙方會統一規定在時鐘信號的上升沿或者下降沿對數據線進行采樣。

異步通信

• 不帶時鐘同步信號，比如UART(通用異步收發器)，單總線。
• 在異步通訊中不使用時鐘信號進行數據同步，它們直接在數據信號中穿插一些用于同步的信號位，或者將主題數據進行打包，以數據幀的格式傳輸數據。通訊中還需要雙方規約好數據的傳輸速率（也就是波特率）等，以便更好地同步。常用的波特率有4800bps、9600bps、115200bps等。

異步通信數據格式

異步通信規定傳輸的數據格式由起始位（start bit）、數據位（data bit）、奇偶校驗位（parity bit）和停止位（stop bit）組成。

• 起始位：起始位必須是持續一個比特時間的邏輯0電平，標志傳輸一個字符的開始，接收方可用起始位使自己的接收時鐘與發送方的數據同步。
• 數據位：數據位緊跟在起始位之后，是通信中的真正有效信息。數據位的位數可以由通信雙方共同約定，一般可以是5位、7位或8位，標準的ASCII碼是0127（7位），擴展的ASCII碼是0255（8位）。傳輸數據時先傳送字符的低位，后傳送字符的高位。
• 奇偶校驗位：奇偶校驗位僅占一位，用于進行奇校驗或偶校驗，奇偶檢驗位不是必須有的。如果是奇校驗，需要保證傳輸的數據總共有奇數個邏輯高位；如果是偶校驗，需要保證傳輸的數據總共有偶數個邏輯高位。

舉例來說，假設傳輸的數據位為01001100，如果是奇校驗，則奇校驗位為0（要確保總共有奇數個1），如果是偶校驗，則偶校驗位為1（要確保總共有偶數個1）。

由此可見，奇偶校驗位僅是對數據進行簡單的置邏輯高位或邏輯低位，不會對數據進行實質的判斷，這樣做的好處是接收設備能夠知道一個位的狀態，有可能判斷是否有噪聲干擾了通信以及傳輸的數據是否同步。

• 停止位：停止位可以是是1位、1.5位或2位，可以由軟件設定。它一定是邏輯1電平，標志著傳輸一個字符的結束。
• 空閑位：空閑位是指從一個字符的停止位結束到下一個字符的起始位開始，表示線路處于空閑狀態，必須由高電平來填充。

異步通信的數據發送過程

• （1）初始化后或者沒有數據需要發送時，發送端輸出邏輯1，可以有任意數量的空閑位。
• （2）當需要發送數據時，發送端首先輸出邏輯0，作為起始位。
• （3）接著就可以開始輸出數據位了，發送端首先輸出數據的最低位D0，然后是D1，最后是數據的最高位。
• （4）如果設有奇偶檢驗位，發送端輸出檢驗位。
• （5）最后，發送端輸出停止位（邏輯1）。
• （6）如果沒有信息需要發送，發送端輸出邏輯1（空閑位），如果有信息需要發送，則轉入步驟（2）。

異步通信的數據接收過程

在異步通信中，接收端以接收時鐘和波特率因子決定每一位的時間長度。下面以波特率因子等于16（接收時鐘每16個時鐘周期使接收移位寄存器移位一次）為例來說明。

• （1）開始通信，信號線為空閑（邏輯1），當檢測到由1到0的跳變時，開始對接收時鐘計數。
• （2）當計到8個時鐘的時候，對輸入信號進行檢測，若仍然為低電平，則確認這是起始位，而不是干擾信號。
• （3）接收端檢測到起始位后，隔16個接收時鐘對輸入信號檢測一次，把對應的值作為D0位數據。
• （4）再隔16個接收時鐘，對輸入信號檢測一次，把對應的值作為D1位數據，直到全部數據位都輸入。
• （5）檢驗奇偶檢驗位。
• （6）接收到規定的數據位個數和校驗位之后，通信接口電路希望收到停止位（邏輯1），若此時未收到邏輯1，說明出現了錯誤，在狀態寄存器中置“幀錯誤”標志；若沒有錯誤，對全部數據位進行奇偶校驗，無校驗錯時，把數據位從移位寄存器中取出送至數據輸入寄存器，若校驗錯，在狀態寄存器中置“奇偶錯”標志。
• （7）本幀信息全部接收完，把線路上出現的高電平作為空閑位。
• （8）當信號再次變為低時，開始進入下一幀的檢測。

區別

• 在同步通訊中，數據信號所傳輸的內容絕大部分是有效數據，而異步通訊中會則會包含數據幀的各種標識符，所以同步通訊效率高。
• 同步通訊雙方的時鐘允許誤差小，稍稍時鐘出錯就可能導致數據錯亂，異步通訊雙方的時鐘允許誤差較大。

二、按照數據傳輸方向分類

• 單工：數據傳輸只支持數據在一個方向上傳輸，如圖a所示。
• 半雙工：允許數據在兩個方向上傳輸。但是，在某一時刻，只允許數據在一個方向上傳輸，它實際上是一種切換方向的單工通信；它不需要獨立的接收端和發送端，兩者可以合并一起使用一個端口，如圖b所示。
• 全雙工：允許數據同時在兩個方向上傳輸。因此，全雙工通信是兩個單工通信方式的結合，需要獨立的接收端和發送端，如圖c所示。