串口通訊是單片機當中用到的最多的一種通訊，對我而言，它最大的一個優勢就是簡單，相對於I2C、SPI等，參與串口通訊的線只有兩根，分別為接收端、發送端，當然還包括電源線，我們暫且不管。
單片機工作的時候一般都是單片機與之間單片機通訊，還有一種就是單片機與電腦的通訊，與電腦通訊主要是調試單片機的時候使用，那麼串口通訊到底在通訊什麼呢？它主要傳輸一些數據，比如12345、ABCD,也可以傳輸漢字，但是很少有人用漢字傳輸數據的，你知道為什麼嗎？
單片機之間為什麼要串口通訊呢？是它們閒的無聊？
當然不是，它所傳輸的所有數據都是為控制做準備，那麼這些數據怎麼就能控制外設的呢？比如說LED燈。這些數據是不能直接控制LED燈開關的，比如說電腦給單片機發送“關燈”口令，LED燈就會關閉嗎？不會的，單片機怎麼會知道“關燈”是什麼呢，但是單片機可以判斷接收到的字符串，但是我們可以提前設置好，也就是給單片機編程，當單片機接收到“關燈”這兩個字符時，它就給LED引腳輸出低電平，以此來達到關閉LED燈的目的。
還有我們所傳輸的“關燈”，在單片機看來就是一堆二進制數字，比如說“10100011”，只有它接收到10100011這一串二進制數字時，單片機才會有所動作。這麼看來單片機似乎有很傻、很死板，單片機是死的，但人是活的，我們可以把我們的思想寫進單片機，這就是單片機的偉大之處。還有越是智能的芯片，人的參與越多，比如說現在流行的語音控制，蘋果的SIRI、小米的小艾同學，它所能聽懂的每一句話，都是軟件工程師提前想好人們要說什麼，並且寫進芯片去的，這個工程就需要龐大的人力去完成。
Hello world
說了這麼多，我們先來做一個最簡單的小實驗，讓Arduino在電腦上打印，也就是讓Arduino發送數據，電腦就收數據，並且電腦接收到數據之後打印在屏幕上。
void setup() {
Serial.begin(9600);
}
void loop() {
Serial.print("Hello World");
delay(1000);
}
程序中 函數Serial.begin(9600)是設置串口通訊的波特率為9600；
函數Serial.print("Hello World")是單片機的發送端向電腦發送引號之內的數據，即Hello World；
函數delay(1000)是延時1000毫秒，也就是一秒，為什麼要延時呢？如果不延時，電腦接收數據會很頻繁，你根本看不過來，給讓人眼花繚亂的感覺。
在不加延時的情況下，我們可以觀察Arduino板上的發送端LED燈，這時候它肯定是常亮的，正常情況下是隻有接收到數據，LED燈才會閃爍一次，因為無時無刻在往電腦發送數據，我們來看一下是不是這樣呢？可以看到TX（發送端）的LED燈是常亮（由於動圖的清晰度太低，所以用普通照片代替Gif），如果我們加上延時之後LED燈就會每隔一秒閃爍一次。
實驗現象
每隔一秒向屏幕打印Hello World，但是接收端看上去的感覺很亂，第一個Hello World和第二個Hello World收尾相接，給人很混亂的感覺，這是為什麼呢？
原因在於Serial.print()函數只支持單純的打印，並不支持換行，這時候我們需要用另外一個函數Serial.println()來解決這個問題，雖然只多了兩個字母，但是打印出來的字符看的就舒服多了，因為它在打印完成之後，會另起一行繼續打印，也可以理解為在打印完成數據之後，給電腦發送了回車鍵的命令。下面來看一下Serial.println()的實驗效果。
電腦向單片機發數據
上面的實驗是Arduino向電腦發送數據，我們現在讓電腦向Arduino發送數據，比如發送0或者1。發送數據很簡單，只需要我們在串口監視助手上面輸入0或者1即可把我們想要發送的數據傳給單片機。但是問題來了，我們怎麼知道單片機收到數據了，從Arduino往電腦上發數據，因為電腦有屏幕，我們可以看到現象，Arduino沒有屏幕怎麼辦呢？
這時候就需要依靠強大的Arduino庫函數，比如我們前面所說的 Serial.begin(9600)、delay（1000）等都是庫函數，我們可以直接調用，而無需知道他的源代碼。依靠庫函數可以看到我們發送數據時應有的現象，比如說我們給Arduino發送1，當Arduino收到1之後點亮LED，而收到0之後熄滅LED。
程序
int x = 0; //定義變量xvoid setup() { pinMode(13,OUTPUT); //設置13引腳為輸出模式 Serial.begin(9600); //設置波特率為9600}void loop(){ if (Serial.available() > 0) //返回串口緩衝區中當前剩餘的字符個數 { x = Serial.read();//把收到的數據賦給x if(x=='1') //如果收到的是1 digitalWrite(13,HIGH); //點亮LED if(x=='0') //如果收到的是0 digitalWrite(13,LOW); //熄滅LED}} 程序裡面寫註釋了，在這裡就不多作解釋。
實驗現象
當我們向Arduino發送1之後的實驗現象，可以看到LED燈13亮了，然而屏幕上並沒有顯示任何東西，在點亮LED燈之後，Arduino是不是應該向電腦發送一些數據，比如發送“已經為你開燈”，當收到0之後，向電腦發送“已經為你關燈”。
進階程序
這個程序也很簡單，只需要把我們最開始的串口打印函數加上就可以了， 代碼基本上和上面的差不多程序如下：
int x = 0; //定義變量x
void setup() {
pinMode(13,OUTPUT); //設置13引腳為輸出模式
Serial.begin(9600); //設置波特率為9600
}
void loop()
{
if (Serial.available() > 0) //返回串口緩衝區中當前剩餘的字符個數
{
x = Serial.read();//把收到的數據賦給x
if(x=='1') //如果收到的是1
{
digitalWrite(13,HIGH); //點亮LED
Serial.println("已經為你開燈");
}
if(x=='0') //如果收到的是0
{
digitalWrite(13,LOW); //熄滅LED
Serial.println("已經為你關燈");
}
}
}
實驗現象
當收到1時，可以看到屏幕上的串口助手顯示了“已經為你開燈”
當收到0時的實驗現象
不止0和1
除了用0和1之外，我們還可以用“漢字”開燈控制LED燈，道理是一樣的，如果有功放的話，還可以做語音播報，還有現在大火的物聯網領域所使用的8266WIFI模塊所使用的就是串口透傳，只不過那個8266WiFi模塊可以無線傳輸，甚至可以把我們上面程序之外的0和1穿到大洋彼岸的美國。我們現在做實驗可以用0和1直接控制，但是等我們真正做產品時，如果像剛才那樣是斷然不可以的，一般所發送的數據可能是十幾位數或更多，這是為了保證數據的可靠性和防干擾。
Final
列舉一下我們用到的Arduino函數。
Serial.begin(); 設置串口波特率
Serial.print(); 不換行打印
Serial.println(); 換行打印
Serial.available() ；返回串口緩衝區中當前剩餘的字符個數
Serial.read()；讀取一個字節
delay(); 延時函數
pinMode(); 設置引腳的輸入輸出
digitalWrite()；給引腳高低電平
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