시리얼 통신: 종류만 알아도 반은 성공!

📡 시리얼 통신(Serial Communication)이란?

시리얼 통신은 데이터를 하나의 비트씩 순차적으로 전송하는 방식입니다. 병렬 통신(parallel) 보다 배선이 간단하고, 장거리 통신에 적합하며, 마이크로컨트롤러나 센서 간 통신에서 널리 사용됩니다.

🔍 시리얼 통신의 주요 종류

1. UART (Universal Asynchronous Receiver Transmitter)

• 특징: 비동기식, 클럭선 없이 RX/TX만 사용
• 전압 규격: 보통 3.3V 또는 5V
• 예시: 아두이노 ↔ 라즈베리파이 간 통신
• 포트 형태: 핀 헤더 (TX, RX, GND)

2. RS-232

• 특징: 오래된 PC 시리얼 통신 표준
• 전압 규격: ±3V ~ ±15V (보통 ±12V)
• 용도: PC ↔ 모뎀, 산업용 기기
• 포트 형태: DB9 또는 DB25 커넥터
  

• 특징: 차동 신호, 노이즈에 강하고 멀티 슬레이브 구성 가능
• 통신거리: 최대 1.2km 이상
• 용도: 산업용 기기, PLC, 센서 네트워크
• 포트 형태: 터미널 블럭, RJ45 등 다양
• 장점: 최대 32개 이상의 장치 연결 가능 (멀티 드롭)

4. SPI (Serial Peripheral Interface)

• 특징: 동기식, 빠른 속도, 마스터-슬레이브 구조
• 신호선: MISO, MOSI, SCK, SS
• 용도: 플래시 메모리, 센서, OLED 등
• 포트 형태: 핀 헤더

5. I²C (Inter-Integrated Circuit)

• 특징: 동기식, 주소 기반 슬레이브 선택, 2개 선(SCL/SDA)만 사용
• 통신속도: 100kHz(표준), 400kHz(고속), 1 MHz(초고속)
• 용도: RTC, 센서, EEPROM
• 포트 형태: 핀 헤더

🧩 시리얼 통신 포트 형태 요약

모양핀 수전압주로 쓰이는 기기

 

이름	포트 모양	핀 수	전압	주로 쓰이는 기기
UART	핀 헤더(TX/RX)	2~3핀	3.3V/5V	마이크로컨트롤러
RS-232	DB9/DB25	9핀, 25핀	±12V	PC, 산업장비
RS-485	터미널블럭, RJ45	2~4핀	±5V~±12V	제어기기, 센서
SPI	핀 헤더	4핀 이상	3.3V/5V	센서, 메모리
I2C	핀 헤더	2핀	3.3V/5V	디지털 센서 등

 

🧠 시리얼 통신 선택 시 고려 요소

1. 거리:
   • 짧은 거리 → UART, SPI, I2C
   • 긴 거리 → RS-485, RS-232
2. 속도:
   • 고속이 필요하면 SPI
   • 저속이나 간단한 통신이면 I2C
3. 연결 방식:
   • 1:1이면 UART, SPI
   • 다중 장치 연결이면 RS-485, I2C

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💬 예시 활용 상황

• 아두이노 ↔ GPS 모듈: UART
• PC ↔ 산업용 PLC 제어: RS-232 또는 RS-485
• 센서 ↔ MCU: I2C 또는 SPI

📌 동기, 비동기 개념 차이 요약

구분	동기	비동기
기다림	응답이 올 때까지 기다림	응답을 기다리지 않음
흐름	직선적, 순차적 흐름	병렬적, 이벤트 중심 흐름
속도	느릴 수 있음 (응답 대기)	빠름 (다음 작업을 바로 처리)
복잡성	단순함	구조가 복잡할 수 있음
예시	전화 통화, SPI 통신	문자 메시지, UART, I2C 통신 등

🔍 전자 통신에서의 차이 (I²C vs SPI 예시)

항목	SPI(동기)	I²C (비동기 + 주소 기반)
신호선	4개 (MISO, MOSI, SCK, SS)	2개 (SCL, SDA)
통신 속도	빠름	느림
클럭	필요함 (SCK)	필요함 (SCL, 동기성이 있지만 주소 지정 방식)
멀티 슬레이브	어려움 (SS가 슬레이브마다)	쉬움 (주소로 슬레이브 구분)

아직도 산업체에서는 시얼방식 통신을 하는 기계들이 많아서 부득이하게 시리얼 통신을 하는 일들이 많아서 원리를 알고 있으면 도움이 될 거 같아 정리해서 올렸습니다.