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マイクロプロセッサにおけるシリアル通信は、データを効率的に送受信するための重要な技術です。本記事では、初心者向けにシリアル通信の基本概念や用語、使い方について詳しく解説します。

シリアル通信とは

シリアル通信は、データを1ビットずつ順番に送信する方式です。これに対して、パラレル通信は複数のビットを同時に送信します。シリアル通信は、配線が少なくて済むため、特に長距離通信やコストを抑えたい場合に広く使われています。

シリアル通信の種類

シリアル通信にはいくつかの種類があります。代表的なものとして、以下の3つが挙げられます。

1. **非同期シリアル通信**: データを送信する際に、送信側と受信側のクロック信号が同期していない通信方式です。スタートビットとストップビットを使ってデータの始まりと終わりを示します。最も一般的な例はRS-232です。

2. **同期シリアル通信**: 送信側と受信側が同じクロック信号を使用してデータを送信する方式です。これにより、高速なデータ転送が可能になります。SPI（Serial Peripheral Interface）やI2C（Inter-Integrated Circuit）がこの方式に属します。

3. **USB通信**: Universal Serial Bus（USB）は、シリアル通信の一種で、主にコンピュータと周辺機器間のデータ転送に使用されます。USBは高いデータ転送速度とプラグアンドプレイ機能を提供します。

シリアル通信を理解するためには、いくつかの基本用語を知っておく必要があります。

– **ボーレート**: データ転送速度を示す単位で、1秒間に何ビットのデータを送信できるかを表します。一般的なボーレートには9600bps、115200bpsなどがあります。

– **データビット**: 1回の送信で送られるデータのビット数です。通常、データビットは5ビットから8ビットの範囲で設定されます。

– **パリティビット**: データの誤り検出のために追加されるビットです。偶数パリティや奇数パリティなど、いくつかの種類があります。

– **ストップビット**: データの終わりを示すビットです。1ビットまたは2ビットが一般的に使用されます。

シリアル通信を利用するためには、まずマイクロプロセッサやマイコンにシリアル通信機能が搭載されていることを確認します。次に、以下の手順で設定を行います。

1. **接続**: 送信側と受信側を適切に接続します。例えば、RS-232の場合は、D-subコネクタを使用することが一般的です。

2. **ボーレートの設定**: 送信側と受信側で同じボーレートを設定します。これにより、データが正しく送受信されるようになります。

3. **データフォーマットの設定**: データビット数、パリティビット、ストップビットの設定を行います。これも送信側と受信側で一致させる必要があります。

4. **プログラミング**: マイクロプロセッサのプログラムを作成し、シリアル通信を行うためのコードを記述します。多くのプラットフォームでは、シリアル通信を簡単に行うためのライブラリが用意されています。

シリアル通信は、マイクロプロセッサを使ったデータ通信において非常に重要な技術です。非同期、同期、USBなどの異なる通信方式が存在し、それぞれに特