代码收藏家 单片机串行通信详解
串行通信、并行通信、接口类型及常见通信协议详细解析
1. 并行通信 vs. 串行通信
通信方式主要分为并行通信（Parallel Communication）和串行通信（Serial Communication），两者的主要区别在于数据传输的方式。
1.1 并行通信（Parallel Communication）
概念：
并行通信使用多条数据线同时传输多个数据位（bit），通常需要单独的时钟信号进行同步。
优点：
缺点：
常见应用：
| 接口 | 速率 | 适用场景 |
|---|---|---|
| LPT（并行端口） | 150KB/s | 旧式打印机 |
| PCI（计算机总线） | 133MB/s – 533MB/s | 旧式显卡、网卡 |
| PATA（并行 ATA） | 16MB/s – 133MB/s | 旧式硬盘 |
| DDR（内存接口） | 3.2GB/s – 100GB/s | 计算机内存 |
1.2 串行通信（Serial Communication）
概念：
串行通信使用单条数据线按位（bit）依次传输数据，并通过时钟信号或特定的协议进行同步。
优点：
缺点：
常见应用：
| 接口 | 速率 | 适用场景 |
|---|---|---|
| UART（串口） | 9600bps – 115200bps | 串口调试、单片机通信 |
| I²C | 100kHz – 1MHz | 传感器、EEPROM |
| SPI | 1Mbps – 100Mbps | SD 卡、FLASH |
| USB | 480Mbps – 40Gbps | 计算机外设 |
| PCIe | 2.5Gbps – 32Gbps | 显卡、SSD |
| SATA | 1.5Gbps – 6Gbps | 硬盘、SSD |
2. 并口 vs. 串口
2.1 并行接口（Parallel Port）
概念：
常见并行接口：
2.2 串行接口（Serial Port）
概念：
常见串行接口：
3. 典型串行通信协议
3.1 I²C（Inter-Integrated Circuit）
概念：
特点：
应用：
3.2 其他串行通信协议
| 协议 | 线数 | 速率 | 适用场景 |
|---|---|---|---|
| UART（串口） | 2 | 115200bps | 串口调试、GPS |
| SPI | 4 | 1Mbps – 100Mbps | FLASH 存储、LCD |
| RS-232 | 3 | 115.2kbps | POS 机、ATM 机 |
| RS-485 | 2 | 10Mbps | 远程仪表、PLC |
| CAN | 2 | 1Mbps | 汽车 ECU、工业控制 |
| USB | 4 | 40Gbps | 计算机外设 |
| PCIe | 4+ | 32Gbps | GPU、SSD |
| SATA | 2 | 6Gbps | 硬盘 |
3.3 其他通信协议解析
SPI（Serial Peripheral Interface）
概念：
SPI 是一种高速全双工串行通信协议，适用于短距离高速数据传输（如存储器、显示屏）。
特点：
应用：
CAN（Controller Area Network）
概念：
特点：
应用：
USB（Universal Serial Bus）
概念：
USB 是一种通用串行总线协议，用于计算机和外设之间的通信。
特点：
应用：
4. 总结
4.1 并行 vs. 串行
| 方式 | 传输特点 | 适用场景 |
|---|---|---|
| 并行通信 | 多位数据同时传输 | CPU、内存 |
| 串行通信 | 按位传输 | USB、PCIe、SATA |
(完)
作者：Peter_Deng.
