串行通信方式是數據傳輸的一種方式。這種方式操作簡單，連接少，傳輸距離遠，因而在信息傳送，尤其是在遠距離的傳送中得到了廣泛的應用。目前常用的串行通信方式有RS -232 C，RS - 422 A，RS - 423 A及RS - 485 A等。RS - 232 C是通用串行接口，以電平形式傳輸信號，只需3根線就可在兩個設備之間交換信息，最高傳輸速率為20 Kb/s，此時允許設備之間的最遠距離為15 m。為了改進RS - 232C傳輸速率低，傳輸距離短的不足，EIA又推出了RS - 422 A，RS - 423 A．RS - 485 A等。RS - 422 A采用差分形式傳輸信號，每個通道用兩根信號線，在電路中規定只有一個發送器，其最高傳輸速率為10 Mb/s，在此速率下的最遠傳輸距離為120 m;若將波特率降到90 Kb/s，則通信距離可延長至1200 m。RS - 423A采用不平衡差分形式傳送信號。RS - 485A則允許多個發送器的存在。它們都有一些共同的特點，即傳輸速率低，傳輸速率和傳輸距離相互影響，對傳輸介質要求高，一般要求用屏蔽電纜。當傳輸距離較遠或連接的設備較多時，會增加系統的成本。

隨著計算機應用的不斷發展，在有些場合需要高速度、遠距離傳輸信號，同時又要盡量降低成本。為滿足這一要求，本節以單片機之間的串行通信為例，介紹一個可以實現高速度、遠距離的串行通信裝置。

一、單片機串口的特點

目前多數單片機都配有串行接口，如51單片機和MCS - 96等系列單片機都配有一個全雙工的串行接口，可以同時收、發信號。以51單片機串口為例，共有4種串行工作方式，波特率可由軟件設置，并在片內定時器產生，接收或發送均可工作在中斷或查詢方式，使用比較靈活。該接口一般通過接口電路工作在RS - 232C或RS - 422A方式，因此，它具有RS - 232 C或RS - 422A的特點。其4種工作方式如下。

1．方式O

同步移位寄存方式，其波特率為fosc／12。fsc為振蕩器的振蕩頻率，數據由RxD端輸入，同步移位脈沖由TxD端輸出，發／收均為8位數據。一般利用這種方式擴展并行接口、鍵盤或顯示接口等。

2．方式1

串行工作方式，RxD接收，TxD發送，每幀信息為10位，包括1位起始位、8位數據位和1位停止位，其收／發的波特率為：

式中：SMOD=1或0，由軟件設定；N為軟件設置的定時器自裝載常數，其值為0～255。當SMOD-1．N-255時，波特率最高，為fosc/192；當SMOD=0，N=O時，波特率最低，為：

3．方式2

串行工作方式，每幀11位數據，包括1位起始位、8位數據位、1位可編程位、1位停止位，發送時可編程位應根據需要設定為O或1。其收／發的波特率為：

當SMOD=1時，可得最大波特率為fosc/32;當SMOD-0時，可得最小波特率為fosc／64。

4．方式3

串行通信方式，發送格式同方式2，收／發波特率同方式1，即這種方式所能得到的最大波特率為fosc／192，最小波特率為ose/98 304。

比較3種串行工作方式可知，方式2的波特率最高。對于51單片機，當選fosc=12 MHz（51單片機最高晶振）時，可得

這些值遠高于目前常用的串口的波特率，因此在單片機（51單片機等）之間串行通信時，在晶振選定的情況下，只有選方式2，方可得到最高的波特率。而要遠距離收／發信號，還必須在電路上采取一定的措施。為此，介紹一個可以遠距離收／發信號的電路。

二、組成框圖

1．信號的表示

（1）1的表示

當TxD輸出1時，通過收／發電路后，在總線上出現高阻信號，接收器通過收／發電路將高阻信號變為1，送RxD接收。當串口不工作時，TxD為1，對應總線為高阻態。

（2）0的表示

用一個周期的矩形波表示0，矩形波的周期為振蕩周期的32或64倍。當TxD輸出0時，通過收／發電路后，在串行總線上出現一個周期的矩形波。該信號通過接收器收／發電路轉換后，在RxD端又變為0。

2．收／發電路的組成框圖

收／發電路的組成框圖如圖1 - 17所示。該裝置由控制電路、分頻器、輸出驅動、差動輸入、耦合變壓器等組成。控制電路由一片GAL電路或由門電路組成，輸出驅動采用三態門，差動輸入利用三片運放組成兩級比較電路，分頻器提供控制電路工作的基準和狀態變化的條件，耦合變壓器用來實現信號的輸入或輸出。