串行接口簡稱串口，也稱串行通信接口或串行通訊接口（通常指COM接口），是采用串行通信方式的擴展接口。串行接口(Serial Interface) 是指數據一位一位地順序傳送，其特點是通信線路簡單，只要一對傳輸線就可以實現雙向通信，大大降低了成本，特別適用於遠距離通信，但傳送速度較慢。根據信息的傳送方向，串行通訊可以進一步分為單工、半雙工和全雙工三種。串行接口按電氣標准及協議來分包括RS-232-C、RS-422、RS485等。
異步串行是指UART（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter），通用異步接收/發送。UART包含TTL電平的串口和RS232電平的串口。 TTL電平是3.3V的，而RS232是負邏輯電平，它定義+5~+12V為低電平，而-12~-5V為高電平。UART作為異步串口通信協議的一種，工作原理是將傳輸數據的每個字符一位接一位地傳輸，其中各位的意義如下：
起始位：先發出一個邏輯”0”的信號，表示傳輸字符的開始。
數據位：緊接在起始位之后，數據位的個數可以是4、5、6、7、8等，構成一個字符，從最低位開始傳送，靠時鍾定位。
奇偶校驗位：數據位加上這一位后，使得“1”的位數應為偶數（偶校驗）或奇數（奇校驗），以此來校驗數據傳送的正確性。
停止位：它是一個字符數據的結束標志，可以是1位、1.5位、2位的高電平。 由於數據是在傳輸線上定時的，並且每一個設備有其自己的時鍾，很可能在通信中兩台設備間出現了小小的不同步。因此停止位不僅僅是表示傳輸的結束，並且提供計算機校正時鍾同步的機會。適用於停止位的位數越多，不同時鍾同步的容忍程度越大，但是數據傳輸率同時也越慢。
空閑位：處於邏輯“1”狀態，表示當前線路上沒有數據傳送。
此外，在異步通信中還有一個重要的參數，即波特率，它是衡量數據傳送速率的指標，表示每秒鍾傳送的符號數（symbol）。收發雙方的波特率必須保持一致，才能保證數據的正常通信。
在Linux系統中，所有的設備文件都位於/dev目錄下，以tty為前綴的文件，是終端設備。以tty加大寫S開頭的即為串口設備文件，如ttyS0即為串口0（即COM0）。但在嵌入式Linux中，串口是以ttySAC為前綴的，如ttySAC0即代表串口0。Linux系統中，要對文件進行相應地操作，必須先打開它，串口設備文件也不例外，所以需要調用open函數來打開對應的串口端口。另外在打開的同時，還需要設置打開文件的合適屬性（如可讀可寫、不將設備分配為控制終端、無延時模式等）。 比如，可執行語句“open("/dev/ttySAC0", O_RDWR | O_NOCTTY | O_NDELAY);”。
在進行串口通信之前，先要對打開的串口進行配置，其中的重要參數有：波特率、數據位數、停止位位數、奇偶校驗、硬件流量控制等。在Linux中，這些配置項目是通過一個名為termios 結構體來實現的。termios提供了一個常規的終端接口，用於控制非同步通信端口，這個結構包含了至少下列成員：
tcflag_t c_iflag; //輸入模式
tcflag_t c_oflag; //輸出模式
tcflag_t c_cflag; //控制模式
tcflag_t c_lflag; //本地模式
cc_t c_cc[NCCS]; //控制字符
下面就來看看每個成員都有些什么內容，先看c_iflag，它是輸入模式標志，控制終端輸入方式，具體參數如下表所示。
接下來看c_oflag，它是輸出模式標志，控制終端輸出方式，具體參數如下表所示。
接下來是c_cflag，它為控制模式標志，指定終端硬件控制信息，具體參數如下表所示。
下面是c_lflag，它為本地模式標志，控制終端編輯功能，具體參數如下表所示。
最后看c_cc[NCCS]，它是控制字符，用於保存終端驅動程序中的特殊字符，具體參數如下表所示。
以上就是termios涉及到的全部內容，一般的串口通信，只需要操作c_cflag即可，可設置波特率、數據位、校驗位、停止位等，配置時需通過“與”、“或”的方式進行操作。此外，為了方便操作，系統還給出了一些操作函數，下面就是一些常用的操作函數。
1、讀取當前參數函數：
int tcgetattr(int fd,struct termios *termios_p)
fd：open操作后返回的文件描述符
*termios_p：為前面介紹的結構體
初始化開始前調用這個函數.
2、獲取當前波特率函數：
int speed_t cfgetispeed(const struct termios *termios_p)
int speed_t cfgetospeed(const struct termios *termios_p)
*termios_p：為前面介紹的結構體
成功返回0，失敗返回-1
3、波特率設置函數：
int cfsetispeed(struct termios *termios_p,speed_t speed)
int cfsetospeed(struct termios *termios_p,speed_t speed)
*termios_p：為前面介紹的結構體
speed：波特率，常用B2400，B4800，B9600，B115200，B460800
成功返回0，失敗返回-1
4、清空buffer數據函數：
int tcflush(int fd,int queue_selector)
queue_selector:有三個常用宏定義
TCIFLUSH:清空正讀的數據，且不會讀出
TCOFLUSH:清空正寫入的數據，且不會發送到終端
TCIOFLUSH:清空所有正在發生的I/O數據.
成功返回0，失敗返回-1
5、設置串口參數函數：
int tcsetattr(int fd,int optional_actions,cons struct termios *termios_p)
optional_actions:有三個常用宏定義
TCSANOW:不等數據傳輸完畢，立即改變屬性
TCSADRAIN:等所有數據傳輸完畢，再改變屬性
TCSAFLUSH:清空輸入輸出緩沖區才改變屬性
成功返回0，失敗返回-1
普通串口的配置步驟如下：
1、保存原先的串口配置，用tcgetattr()函數。
struct termios newtio,oldtio;
tcgetattr(fd,&oldtio);
2、激活選項有CLOCAL和CREAD，用於本地連接和接收使用。
newtio.c_cflag | = CLOCAL | CREAD;
3、設置波特率，使用函數cfsetispeed、cfsetospeed。
cfsetispeed(&newtio,B115200);
cfsetospeed(&newtio,B115200);
4、設置數據位，需使用掩碼設置。
newtio.c_cflag &= ~CSIZE;
newtio.c_cflag |= CS8;
5、設置奇偶校驗位，使用c_cflag和c_iflag。
（1）設置奇校驗：
newtio.c_cflag |= PARENB;
newtio.c_cflag |= PARODD;
newtio.c_iflag |= (INPCK | ISTRIP);
（2）設置偶校驗：
newtio.c_iflag |= (INPCK｜ISTRIP);
newtio.c_cflag |= PARENB;
newtio.c_cflag &= ~PARODD;
（3）設置無校驗：
newtio.c_cflag &= ~PARENB;
6、設置停止位，通過激活c_cflag中的CSTOPB實現。若停止位為1，則清除CSTOPB，若停止位為2，則激活CSTOPB。
newtio.c_cflag &= ~CSTOPB;
7、設置最少字符和等待時間，對於接收字符和等待時間沒有特別的要求時，可設為0。
newtio.c_cc[VTIME] = 0;
newtio.c_cc[VMIN] = 0;
8、處理要寫入的引用對象
tcflush函數刷清(拋棄)輸入緩存(終端驅動程序已接收到，但用戶程序尚未讀)或輸出緩存(用戶程序已經寫，但尚未發送)。
int tcflush(int filedes,int quene)
quene數應當是下列三個常數之一：
TCIFLUSH 刷清輸入隊列
TCOFLUSH 刷清輸出隊列
TCIOFLUSH 刷清輸入、輸出隊列
如：tcflush(fd,TCIFLUSH);
9、激活配置，在完成配置后，需要激活配置使其生效。使用tcsetattr()函數。
int tcsetattr(int filedes,int opt,const struct termios *termptr);
opt可以指定在什么時候新的終端屬性才起作用。
TCSANOW 更改立即發生
TCSADRAIN 發送了所有輸出后更改才發生，若更改輸出參數則應使用此選項。
TCSAFLUSH 發送了所有輸出后更改才發生，更進一步，在更改發生時未讀的所有輸入數據都被刪除。
如：tcsetattr(fd,TCSANOW,&newtio);
以上設置的順序也非常重要，若不按上述順序進行設置，很可能會導致串口通信不正常。
在使用open()函數打開串口之后，緊接着應恢復串口為阻塞狀態，用於等待串口數據的讀入。可使用fcntl()函數來實現，如下：
fcntl(fd,F_SETFL,0); //F_SETFL：設置文件flag為0，即默認的阻塞狀態，返回值應為0
接着應測試打開的文件描述符是否應用一個終端設備，以進一步確認串口是否正確打開。可使用isatty()函數來實現，如下：
isatty(STDIN_FILENO); //返回值為非0即表明成功
串口設置時，應當在完成以上兩步之后，再對termios進行設置。以下給出一個用於設置串口波特率等參數的函數，僅供參考。
int Setup_Serial(int fd,int nSpeed, int nBits, char nEvent, int nStop)
{
struct termios newtio,oldtio;
if ( tcgetattr( fd,&oldtio) != 0)
{
perror("Setup Serial save error!");
return -1;
}
bzero( &newtio, sizeof( newtio ) );
newtio.c_cflag |= CLOCAL | CREAD;
newtio.c_cflag &= ~CSIZE;
switch( nBits )
{
case 5:
newtio.c_cflag |= CS5;
break;
case 6:
newtio.c_cflag |= CS6;
break;
case 7:
newtio.c_cflag |= CS7;
break;
case 8:
newtio.c_cflag |= CS8;
break;
}
switch( nEvent )
{
case 'O':
newtio.c_cflag |= PARENB;
newtio.c_cflag |= PARODD;
newtio.c_iflag |= (INPCK | ISTRIP);
break;
case 'E':
newtio.c_iflag |= (INPCK | ISTRIP);
newtio.c_cflag |= PARENB;
newtio.c_cflag &= ~PARODD;
break;
case 'N':
newtio.c_cflag &= ~PARENB;
break;
}
switch( nSpeed )
{
case 2400:
cfsetispeed(&newtio, B2400);
cfsetospeed(&newtio, B2400);
break;
case 4800:
cfsetispeed(&newtio, B4800);
cfsetospeed(&newtio, B4800);
break;
case 9600:
cfsetispeed(&newtio, B9600);
cfsetospeed(&newtio, B9600);
break;
case 115200:
cfsetispeed(&newtio, B115200);
cfsetospeed(&newtio, B115200);
break;
case 460800:
cfsetispeed(&newtio, B460800);
cfsetospeed(&newtio, B460800);
break;
default:
cfsetispeed(&newtio, B9600);
cfsetospeed(&newtio, B9600);
break;
}
if( nStop == 1 )
newtio.c_cflag &= ~CSTOPB;
else if ( nStop == 2 )
newtio.c_cflag |= CSTOPB;
newtio.c_cc[VTIME] = 0;
newtio.c_cc[VMIN] = 0;
tcflush(fd,TCIFLUSH);
if((tcsetattr(fd,TCSANOW,&newtio))!=0)
{
perror("Setup Serial error!");
return -1;
}
// printf("Setup Serial complete!\n");
return 0;
}
在調用時，只需要按照需要填寫參數即可，比如：Setup_Serial(fd, 115200, 8, N, 1)，即把fd打開的串口設置成波特率115200，數據位8位，無校驗，1位停止位的模式。
在完成了以上設置之后，就可以通過讀寫fd來實現串口的數據通信了，比如要把串口接收到的數據讀入Buff中，可執行“read(fd, Buff, 8);”，就會讀入8字節數據，要向串口發送Buff中的數據，可執行“write(fd, Buff, 8);”，就會發送出8字節數據。需要注意的是，在嵌入式Linux系統中，受緩沖區的限制，一次只能讀取8字節數據，多於8字節的需要分次讀取，這就是主程序設計的事情了。