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UART 串口:为何成为现代单片机的标准配置?

时间:2025-10-22 15:10:27 浏览:14

串口对于大家而言并不陌生,然而有读者提问:UART 串口为何会成为现在单片机的标配呢?这一问题一时间竟让我不知如何作答。

回溯到四十多年前,8051 就已集成了 UART 串口。时至今日,市面上所有通用的单片机,串口已然成为必备的外设之一。而且,不仅是 UART,I2C、SPI 同样是标配。如今的单片机,即便配置最少的,也至少拥有一个 UART 串口,多的甚至高达 10 个以上,并且在开发过程中基本离不开串口。

那么,UART 串口为何会成为现在单片机的标配呢?以下为您详细解析。

1.历史原因

UART 即 Universal Asynchronous Receiver/Transmitter,通用异步收发器,简称串口。从其名称便能看出,串口是最早的一批通信接口,并且一直沿用至今,也是目前最为常用的一种通信接口。这就如同中国人用筷子吃饭,尽管有勺子、叉子等可替代筷子,但在中国的餐桌上,筷子始终是必备的用餐工具。

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2.简单易用

UART 底层通信协议相对简单,对于初学者而言容易上手。点灯通常是初学者的第一个 “项目”,而串口则可视为第二个 “项目”。

串口的很多底层都已封装好,开发者只需简单调用 API 接口即可对串口进行操作。例如:

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串口不仅是初学者常用,在现在的很多项目中也都会用到 UART 串口。许多外围模块,如 WiFi、蓝牙等都有串口的透传方案。

3. 通用性

在对通信速度要求不是很高的场合下,单片机与外围模块的通信大多采用串口。比如温湿度、陀螺仪、GPS 等各种外围模块,与主机(单片机)的通信基本都依赖串口。因此,串口具有很强的通用性。

4. 开发者最常用

在进行单片机项目时,调试和维护是必不可少的环节。在编写代码一段时间后,开发者会进行自测,此时使用串口调试输出是最为简单和便捷的方式。此外,当项目遇到异常 bug 时,通过串口输出一段 logo 能让问题更加直观。相信有经验的单片机工程师在日常开发过程中都会频繁使用串口来完成各种任务。

5. 串口便宜

串口作为集成在单片机内部的 “模块”,从 IC 设计的角度来看,串口模块的设计成本和制造成本都较为低廉。虽然我并未从事 IC 设计,不清楚串口具体的价格,但从单片机的销售价格能够推断出,单串口这一模块的成本肯定不高。

6. 市场需求

从古至今,经济都是市场驱动型的。市场存在需求,尤其是像串口这种需求极大的市场,各个单片机厂家自然会将其作为标配,否则产品便缺乏卖点。这就如同餐馆,由于人们每天都需要吃饭,这种需求十分庞大,所以在路边、商场等各个有一定人流的地方,都会有餐馆的存在。

UART 串口凭借其历史传承、简单易用、通用性强、受开发者青睐、成本低廉以及市场需求大等多方面因素,成为了现在单片机的标配。


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