基本概念
串行通信：並行通信中會同時傳輸多個位，爲了保證所有位的一致性，要降低傳輸頻率或保證線路等長等，抗干擾能力差，對硬件的要求高，傳輸距離短。串行是相對於並行的，每次傳輸一個位，導線數量少，抗干擾能力強，傳輸距離遠，成本低廉。
異步通信：異步通信通信是相對於同步通信的，同步通信中各節點依據同一條時鐘線進行運轉，抗干擾能力強，傳輸頻率高。異步通信按照約定的波特率和各自的時鐘系統運行，因爲不同設備間時鐘系統的精度和相位差異，使得在高波特率下誤差比例越來越大，所以不能運行在很高的波特率上，限制了通信帶寬。spi和iic總線也是串行傳輸的，但它們都有時鐘線，是同步總線。
UART（Universal Asynchronous Receiver and Transmitter）翻譯過來就是通用異步收發器，它有一條發送線一條接收線，是串行全雙工的。雖然串行通信總線有很多種，但因爲UART誕生早使用廣泛，所以通常說的串口特指UART。
電氣規範
信號線
最基本的串口只包括收發和地3根線，對於支持流控的接口還有額外的多根信號線。
- RXD : Receive Data ,接收信號線，輸入。
- TXD : Transmit Data ,發送信號線，輸出。
- GND : System Ground,系統地，電源。
- DTR : Data Terminal Ready ,數據終端準備好，輸出。
- DSR : Data Set Ready ,數據準備好，輸入。
- RTS : Request to Send ,請求發送，輸出。
- CTS : Clear to Send,清除發送。輸入。
電平標準
TTL電平，一般爲3.3V或5V，用於板上通信，一般只需要連接RX/TX/GND三根線。TTL指雙極型三極管邏輯電路，市面上很多“USB轉TTL”模塊，實際上是“USB轉TTL電平的串口”模塊。這種信號0對應0V，1對應3.3V或者5V。單片機、SOC，功能模塊的接口一般都是TTL電平，便於連接，但抗干擾能力差，通信距離不宜太遠。不過實際也不一定是TTL電平，因爲現在大部分數字邏輯都是CMOS工藝做的，只是沿用了TTL的說法。
RS232，是電子工業協會(Electronic Industries Association，EIA) 制定的異步傳輸標準接口，同時對應着電平標準和通信協議（時序），其電平標準：+3V～+15V對應0，-3V～-15V對應1。rs232 的邏輯電平和TTL 不一樣但是協議一樣。
RS422，使用差分信號來替換之前的電平信號，能那副提高抗干擾能力，增加通信距離或提高收發波特率。
RS485，是從RS-422基礎上發展而來的，所以RS-485許多電氣規定與RS-422相仿。如都採用平衡傳輸方式、都需要在傳輸線上接終接電阻等。RS-485可以採用二線與四線方式，二線制可實現真正的多點雙向通信，而採用四線連接時，與RS-422一樣只能實現點對多的通信，即只能有一個主（Master）設備，其餘爲從設備，但它比RS-422有改進，無論四線還是二線連接方式總線上可多接到32個設備。
幀格式
UART每幀傳輸一個字節，格式如下圖：
- 波特率：Baud rate，表示每秒鐘傳送信號位的個數，單位是bps(位每秒)，是衡量數據傳送速率的指標 ，通信雙方必須保證使用相同的波特率。常用的波特率有9600bps,19200bps,38400bps,115200bps等。
- 起始位：1位，邏輯0，用於表示一幀的開始。
- 數據位：可能是7,8,9位，邏輯0或1，一幀的有效載荷數據，從最低位開始傳輸。
- 校驗位：可以是奇校驗，偶校驗或無校驗。數據位加上這一位後，使得“1”的位數應爲偶數(偶校驗)或奇數(奇校驗)，用於校驗傳輸中出現的錯誤。
- 停止位：可以是1位，1.5位或2位，邏輯1，用於表示一幀的結束。
- 空閒位：傳輸空閒時的狀態，爲邏輯1，不是必須的。
物理接口標準
對於RS232一般使用DB9接口，其他電平類型則沒有標準物理接口，用戶可自定義各種物理接口方式。
