シリアル接続・とは？初心者向けの基礎ガイドと使い方のコツ共起語・同意語・対義語も併せて解説！

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高岡智則

年齢：33歳性別：男性職業：Webディレクター（兼ライティング・SNS運用担当）居住地：東京都杉並区・永福町の1LDKマンション出身地：神奈川県川崎市身長：176cm 体系：細身〜普通（最近ちょっとお腹が気になる）血液型：A型誕生日：1992年11月20日最終学歴：明治大学・情報コミュニケーション学部卒通勤：京王井の頭線で渋谷まで（通勤20分）家族構成：一人暮らし、実家には両親と2歳下の妹恋愛事情：独身。彼女は2年いない（本人は「忙しいだけ」と言い張る）

シリアル接続とは何か

シリアル接続とはデータを1ビットずつ順番に送る通信方式のことです。これに対して複数のビットを同時に送る方式をパラレル接続と呼びます。シリアルはデータ線の本数を減らせるため、配線が簡単で長距離伝送に向く特徴があります。主に機器同士を点対点で結ぶ用途や、古くから用いられてきたモデムや産業機器で使われてきました。現代ではUSBやネットワーク通信が主流ですが、マイクロコントローラや組み込み機器の世界では今も重要な技術です。

シリアル接続の基本

データはビット列として送られ、送信側と受信側の間で同期をとる仕組みがあります。非同期通信ではスタートビットとストップビットが使われ、ボーレートと呼ばれる通信速度で1秒間に何ビット送るかを決めます。よく使われるボーレートは 9600 や 115200 などです。ここでボーレートは同じ機器同士で揃える必要があります。

代表的な規格と機器

規格	特徴
RS-232	古典的な規格で、PCと周辺機器の接続に使われます。DB9やDB25コネクタを使うことが多いです。
RS-485	複数機器の同時接続に向き、長距離伝送に強い差動伝送を用います。
TTLレベル	マイコンや組み込み機器の直結に使われますが電圧レベルに注意が必要です。
USB-シリアル変換	USBポートを使って古いシリアル機器と接続します。

シリアル接続の使い方のコツ

使用前に機器の仕様書をよく読んでください。接続する前に信号レベルとボーレートを合わせることが重要です。間違えると通信がうまくいきません。以下のポイントを押さえると初心者でも失敗が減ります。

1. ボーレートとデータビット長、パリティ、ストップビットを機器の設定に合わせる

2. 可能であればレベル変換やノイズ対策を行う

3. ケーブルの長さは短いほど安定します。長い場合は終端抵抗や差動伝送を検討します。

よくある誤解と注意点

誤解の一つはシリアル = USBと思うことです。USBはシリアル通信を実現するための物理層の一つですが、規格は異なります。

また速度が遅いと想像する人もいますが、適切な設定で現代の機器でも十分な通信速度を得られます。

接続端子の形状にも注意が必要で、RS-232のDB9やDB25はピン配置が異なることがあります。間違えて接続すると機器を傷つけることがあるため、事前に配線図を確認しましょう。

歴史と現代の使い道

歴史的にはテレタイプ端末やモデム、PCの外部機器接続の標準として広く使われました。現在は産業用機器や組み込みシステム、教育用のマイコン教材などで根強く利用されています。RS-232やRS-485は速度は現代のUSBに比べて遅いと感じるかもしれませんが、信頼性とノイズ耐性、長距離伝送の強さから今も現場で現役です。

シリアル接続の同意語

直列接続: データを1本の線で送る接続のこと。1ビットずつ順番に送る点が特徴で、別名としてシリアル接続とほぼ同義です。
串行接続: 同じ意味の表現。データを1本の伝送路で連続的に送る接続形式のことです。
直列通信: データを1ビットずつ順番に送受信する通信の仕組み。接続自体を含むこともあり、シリアル通信の基本概念です。
串行通信: 1本の伝送路でデータを順番に送る通信のこと。デバイス間のデータ交換手段を指します。
シリアルポート接続: パソコンやデバイスのシリアルポートを使って接続する方法。RS-232/RS-485などの規格が用いられます。
RS-232接続: RS-232規格を用いた古くから使われるシリアル接続。1ビットずつデータを送受信します。
RS-485接続: RS-485規格を用いたシリアル接続。差動伝送により複数機器を同じ線でつなぐことができます。
シリアルインタフェース: データをシリアル形式で送受信するための入出力端子や規格の集合。接続の土台となる仕組みです。
シリアルリンク: シリアル方式の通信路・接続のこと。デバイス間を結ぶ線路を指します。
UART接続: UART（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter）を介したシリアル接続。機器内の送受信回路を使う接続です。
シリアルケーブル接続: シリアルケーブルを使ってデバイスを接続すること。RS-232/R.S-485系の現場でよく用いられます。
串行インタフェース: 串行データの送受信を行うためのインタフェース。接続口や規格の総称として使われます。

シリアル接続の対義語・反対語

並列接続: データを複数の信号線で同時に転送する接続形態。シリアル接続の対抗概念として使われる代表的な反対語。長距離での配線の増加や信号整合性の管理が難しく、実装時にはコストも高くなることが多い。
パラレル接続: 並列接続と同義。複数ビットを同時に送る接続の別称で、古い機器や特定の周辺機器で見かける用語。
並列通信: データを複数の導体で同時に伝送する通信方式。速度を上げやすい反面、長距離や機器間の同期・配線数の制約が課題になる。
パラレル通信: 並列通信と同義。多ビットを同時転送する方式として使われる呼称。
並列ポート: 古いPCなどで用いられた、複数の信号線を同時に伝送できるポート。シリアルポートの対義語として語られることが多い。
パラレルポート: 並列ポートの別称。複数ビットを並行伝送するポートで、現代のUSB普及前に広く使われた。
無線接続: 線を使わずにデータを送る接続形態。シリアル接続の有線仕様に対する対極として用いられることがある。干渉や安定性、速度のばらつきが課題になりやすい。
ワイヤレス接続: 無線接続と同義。ケーブルを使わずに通信する方法で、利便性は高いが周囲の電波環境に左右されやすい。

シリアル接続の共起語

シリアル通信: データを1ビットずつ順次送受信する通信方式。非同期通信と同期通信の両方を用い、小規模な機器同士の接続に多く使われます。
RS-232: 最も古典的で広く用いられるシリアル規格。比較的短距離の接続に適し、信号電圧は一般に-12V〜+12Vの範囲で扱われます。
RS-485: 差動信号を用いる長距離・多点接続向けの規格。ノイズ耐性が高く、産業機器の現場でよく使われます。
RS-422: 差動信号を用いる長距離のシリアル規格。主に2点間の接続に適しています。
シリアルポート: 機器同士をシリアルで接続するための入出力端子。
COMポート: Windowsなどで表示されるシリアルポートの名称。実機ポートや仮想ポートを指します。
DB9: 9ピンのD-sub型シリアルコネクタ。古典的な接続に多く用いられます。
DB25: 25ピンのD-sub型シリアルコネクタ。限定的な機器で見かけます。
TTLレベル: 0V/5Vまたは0V/3.3Vなどのデジタル信号レベル。マイコン周辺機器でよく使われます。
RS-232電圧レベル: RS-232の信号は通常-12V〜+12V程度の幅をとる電圧レベルです。
USB-シリアル変換: USBポートを使ってシリアル機器を接続するための変換アダプタ。
USBtoSerial: USB-シリアル変換の別表記。USB経由でシリアルを扱える機器の総称。
FTDI: USB-シリアル変換チップの代表的ブランド。広く互換性が高いです。
CH340: 安価なUSB-シリアル変換チップの一種。コスト重視の機器でよく使われます。
UART: シリアル通信の基本的なハードウェアユニット。データの送受信を実際に担います。
USART: UARTに加えて同期伝送をサポートするユニット。同期機能が必要な場合に用いられます。
ボーレート: 1秒間に送受信するビット数を表す通信速度。bpsで表現します。
データビット: 1フレームに含まれるデータ部のビット長。例: 8ビット、7ビット。
パリティ: 誤り検出の設定。None、Even、Odd のいずれかを選択します。
ストップビット: フレームの終端を示すビット数。一般的には1または2。
フロー制御: 送信側と受信側のデータ量を調整してデータ欠落を防ぐ仕組み。
RTS/CTS: ハードウェアフロー制御に使われる信号線。送信許可と受信許可を制御します。
DTR/DSR: デバイスの準備状態や受信可否を示すハンドシェーク線。
XON/XOFF: ソフトウェアフロー制御のための特定文字。通信を停止/再開します。
非同期通信: クロックを共有せず、スタートビットを基準にタイミングを合わせて送受信する方式。
同期通信: 共通のクロックでデータを同期して送る方式。
ケーブル長: 伝送距離と信号品質に影響を与える要因。長すぎるとノイズが増えることがあります。
ケーブル規格: RS-232/RS-485用など、規格に対応したケーブルの仕様。
モード: 全デュプレックス/半デュプレックスなど、同時送受信の可否を表す設定。
半デュプレックス: 送信と受信を同時には行えない通信モード。
全デュプレックス: 送信と受信を同時に行える通信モード。
Modbus RTU: 産業用途でよく使われるシリアル通信プロトコルの一種。
pyserial: Pythonでシリアル通信を扱う代表的なライブラリ。
デバイスドライバ: OSとシリアルデバイスを橋渡しするソフトウェア。

シリアル接続の関連用語

シリアル通信: データを1ビットずつ順番に送る伝送方式。非同期方式が一般的で、スタートビット・データビット・パリティ・ストップビットの組み合わせでデータをフレーム化して送受信します。
RS-232: 古典的なシリアル規格。PCのCOMポートなどで使われ、電気信号は正負の電圧で伝送されることが多い。DB9やDB25コネクタが代表的。
RS-485: 差動信号を用いる多点通信規格。長距離・多点接続に強く、混在機器を同じバスで接続可能。終端抵抗の活用が重要。
RS-422: 差動伝送の点対点規格。長距離通信に適し、RS-485より高速・安定性が高い場合が多い。
UART: Universal Asynchronous Receiver/Transmitterの略。シリアルデータの送受信を実際に担うハードウェア部品。
USART: Universal Synchronous/Asynchronous Receiver/Transmitter。非同期だけでなく同期通信もサポートするUARTの拡張。
DTE / DCE: DTEはデータ端末機器（例:PC）、DCEはデータ回線終端機器（例:モデム）。RS-232接続時の配線・ピン配置の指標となる概念。
COMポート / シリアルポート: シリアル通信に使われる物理ポート。WindowsはCOM番号、Linuxは/dev/ttyS や /dev/ttyUSB などで表現されます。
USB-シリアル変換アダプタ: USBとRS-232/TTLシリアルを橋渡しする小型デバイス。古い機器と現代PCを繋ぐ際に便利です。
DB9 / DB25コネクタ: RS-232で用いられるD-subコネクタ。DB9は9ピン、DB25は25ピン。ケーブル選択の目安になります。
V.24 / V.28: ITU-Tのシリアル信号・電気インタフェース規格。実務のRS-232解説でよく参照されます。
TTLシリアル: 0V/5V (または3.3V) の論理レベルで動作するシリアル。マイコン側の内部通信などに使われ、RS-232の電圧レベルとは異なる点に注意。
ボーレート / 波特率: 1秒間に送るビット数の指標。例: 9600, 115200。機器同士の設定を揃える必要があります。
データビット: 1フレームあたりのデータビット長。通常は8ビットだが、5/6/7ビットにも対応。
パリティ: データ検出のための検査情報。None（なし）、Even（偶数）、Odd（奇数）などの設定が選択されます。
ストップビット: データフレームの終了を示す信号。一般的には1ビット、場合により1.5ビットや2ビットも使用。
フロー制御: 送信側と受信側のデータ量の調整機構。データの溢れを防ぐために用います。
ハードウェアフロー制御: RTS/CTS（ときにはDTR/DSR）などの信号線を使って実データの送信許可を制御します。
ソフトウェアフロー制御: XON/XOFFなどの文字列を使って機器間の送信許可を調整します。配線を追加せずに実装可能。
終端抵抗: RS-485/RS-422の差動バスで信号の反射を抑えるための抵抗（通常は120Ω程度）。長距離伝送で安定性向上に寄与。
制御信号ライン: DTR/DSR/RI/CDなど、機器の状態や制御を運用側に伝える追加信号線。接続時の挙動に影響を与えることがあります。
非同期通信 / 同期通信: 非同期はスタートビット/ストップビットで同期をとる方式、同期はクロック信号を共有してデータを送る方式。RS-232などは通常非同期です。
デバイスファイル / devパス: Linux系OSでのシリアルデバイスを表す表現。例: /dev/ttyS0, /dev/ttyUSB0。
COMポート番号の表記: Windows環境でのシリアル機器の識別名。例: COM1、COM3。機器割り当ては環境により異なります。
シリアルモニタ / ツール: センサーやマイコンとの通信を観察・デバッグするためのツール。PuTTY/RealTerm/minicomなどが代表例。
Modbus RTU over RS-485: 産業機器などで用いられる代表的なシリアルプロトコル。RS-485上でのデバイス間通信ルールを定義します。
コンソールケーブル: 機器の設定・管理用の専用シリアルケーブル。ネットワーク機器の初期設定などで頻繁に使われます。