串口通信是指通过一条串行的数据传输线路来交换数据的一种通信方式。51单片机是一种常用的控制芯片，其内部集成了一个串口通信模块，可通过相应的程序设计来实现单片机间的数据交换。
串口通信的原理是将发送的数据按照一定的规则进行编码和传输，接收方根据编码规则进行解码，获取传来的数据。串口通信依据的原则是通信双方采用相同的通信协议，如波特率、数据位、校验位等。
串口通信信号是数据在传输过程中的表现形式，其信号结构主要由起始位、数据位、校验位和停止位组成。其中，起始位和停止位的作用是标记数据包的开始和结束，数据位是实际传输的数据，校验位用来检验传输中的数据是否出错。
在51单片机中，常用的串口通信方式是异步串口通信，即不使用时钟来同步数据传输。其信号结构中，起始位为低电平，停止位为高电平，数据传输时先发送低位数据，然后依次发送高位数据，最后根据校验方式发送校验位。
在51单片机中，串口通信的开发需要在程序中设定相应的通信协议，包括波特率、数据位、停止位、校验位等。可以使用单片机的串口中断方式，当有数据传输到来时，单片机判断其是否合法，并根据需要进行处理。
串口通信的基本步骤如下：
串口通信在实际应用中广泛，如单片机与PC机之间的数据传输、多个单片机之间的通信等。其中，单片机与PC机之间的通信可通过串口连接实现，通过PC机的串口调试助手等工具可以实时查看单片机发送的数据。
例如，可以使用串口通信实现单片机与PC机之间的远程控制，通过PC机发送指令控制单片机的运行，实现更加复杂的控制功能。另外，串口通信也被广泛应用于工业自动化领域，其具有通讯速度快、传输距离远、可靠性高等优点。
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