我们通常所说的串口，一般指的是UART，即Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，而USART则为Universal Synchronous/Asynchronous Receiver/Transmitter，区别在于USART支持同步，而UART为异步通信，事实上常用的一般都是UART。
接下来说说串行通信，我们都知道数字信号是通过高低电平来传递0/1信息的，所以在一条通信线上，每次只能检测到一种电平，也即只能传递1位信息，即0或者1。如果我们只用这一根线去传递数据，那么所有的数据必须按位逐个通过这根线，这样的传输方式就叫做串行通信。与之相对的，同时用多根线去传递数据的，就叫做并行通信。
我们的串口就是属于串行通信，那么它们是如何实现数据通信的呢。
我们想一下最基本的数据传输必须具备的东西是什么，现在我们只知道线路电平代表0/1，但是不管有没有数据通信，线路电平总是存在的，那么我们怎么知道什么时候有数据呢？由此可知，要想进行通信，我们必须得知道什么时候数据通信开始，什么时候通信结束。
我们可以用低电平来表示数据传输开始，高电平表示传输停止。由于无数据传输时一直是高电平，所以当电平从持续的高电平变成了低电平，就表示传输开始了。但是这个持续的高电平到底得持续多久才能算是停止状态呢，这个时间该如何度量呢？这就引进另一个重要参数通信速率，有了通信速率我们就知道应该以什么样的频率去读取电平，知道每一个有效位要持续多久了。
我们规定一般是至少两个有效位的持续高电平表示传输停止，而从停止状态的高电平变成低电平后，表示数据传输开始。接下来的每一位都是数据内容了，那么到底取多少位的数据呢，一般是8位，刚好一个字节。当然也可以是其它长度，比如5位，在取完5位的数据后，应该就到了停止位（事实上停止位后还有总线自动上拉的空闲位），也就是该持续两个位以上的高电平了。
好了，现在已经得到几个重要参数了，起始位，停止位，通信速率，数据长度，有了这些就已经能够实现串口通信了。但事实上串口通信除了以上参数外，还有些其他的，完整的标准参数名称如下：
- 波特率：确定通信速度，获知位（bit）持续时间
- 起始位：确定通信开始
- 数据位：确定数据长度
- 停止位：确定通信结束
- 校验位：数据校验，防干扰出错
- 空闲位：停止位后，总线自动保持的高电平位
以上这些就是串口通信协议，有了这个，一根线就可以传输数据了，前提还得收发双方参数设置一样，否则就会乱码。
比如我们设定起始位1位，停止位1位，数据位8位（刚好传递一个字节，所以最常用），9600波特率，无校验位，根据9600波特率可以知道每个位的持续时间约104us。
假设发送“123”，那么会依次发‘1’，‘2’，‘3’。ASCII码的‘1’，‘2’，‘3’换算成16进制字节数分别为0x31,0x32,0x33。那么发送端会操作电平0（起始）-00110001-1（停止），0（起始）-00110010-1（停止），0（起始）-00110011-1（停止），接收端只要按顺序依次解析就可以还原出数据来。
在这里顺便提一下，数据是按位传输的，所以从高到低的发和从低到高的发是不一样的，所以串口也规定了发送时先从低位发的，如0x31实际传输顺序为0（起始）-10001100-1（停止）。