串行通讯方法是数据传输的一种方法。这种方法操作简略，衔接少，传输间隔远，因而在信息传送，尤其是在远间隔的传送中得到了广泛的运用。现在常用的串行通讯方法有RS -232 C，RS – 422 A，RS – 423 A及RS – 485 A等。RS – 232 C是通用串行接口，以电平方法传输信号，只需3根线就可在两个设备之间交流信息，最高传输速率为20 Kb/s，此刻答应设备之间的最远间隔为15 m。为了改善RS – 232C传输速率低，传输间隔短的缺乏，EIA又推出了RS – 422 A，RS – 423 A.RS – 485 A等。RS – 422 A选用差分方法传输信号，每个通道用两根信号线，在电路中规则只需一个发送器，其最高传输速率为10 Mb/s，在此速率下的最远传输间隔为120 m;若将波特率降到90 Kb/s，则通讯间隔可延长至1200 m。RS – 423A选用不平衡差分方法传送信号。RS – 485A则答应多个发送器的存在。它们都有一些一起的特色，即传输速率低，传输速率和传输间隔相互影响，对传输介质要求高，一般要求用屏蔽电缆。当传输间隔较远或衔接的设备较多时，会添加体系的本钱。
跟着计算机运用的不断发展，在有些场合需求高速度、远间隔传输信号，一起又要尽量下降本钱。为满意这一要求，本节以单片机之间的串行通讯为例，介绍一个能够完成高速度、远间隔的串行通讯设备。
一、单片机串口的特色
现在大都单片机都配有串行接口，如51单片机和MCS – 96等系列单片机都配有一个全双工的串行接口，能够一起收、发信号。以51单片机串口为例，共有4种串行作业方法，波特率可由软件设置，并在片内守时器发生，接纳或发送均可作业在中止或查询方法，运用比较灵敏。该接口一般通过接口电路作业在RS – 232C或RS – 422A方法，因而，它具有RS – 232 C或RS – 422A的特色。其4种作业方法如下。
1.方法O
同步移位存放方法，其波特率为fosc/12。fsc为振动器的振动频率，数据由RxD端输入，同步移位脉冲由TxD端输出，发/收均为8位数据。一般使用这种方法扩展并行接口、键盘或显现接口等。
2.方法1
串行作业方法，RxD接纳，TxD发送，每帧信息为10位，包含1位开端位、8位数据位和1位中止位，其收/发的波特率为：
式中：SMOD=1或0，由软件设定;N为软件设置的守时器自装载常数，其值为0～255。当SMOD-1.N-255时，波特率最高，为fosc/192;当SMOD=0，N=O时，波特率最低，为：
3.方法2
串行作业方法，每帧11位数据，包含1位开端位、8位数据位、1位可编程位、1位中止位，发送时可编程位应根据需求设定为O或1。其收/发的波特率为：
当SMOD=1时，可得最大波特率为fosc/32;当SMOD-0时，可得最小波特率为fosc/64。
4.方法3
串行通讯方法，发送格局同方法2，收/发波特率同方法1，即这种方法所能得到的最大波特率为fosc/192，最小波特率为ose/98 304。
比较3种串行作业方法可知，方法2的波特率最高。关于51单片机，中选fosc=12 MHz（51单片机最高晶振）时，可得
这些值远高于现在常用的串口的波特率，因而在单片机（51单片机等）之间串行通讯时，在晶振选定的情况下，只需选方法2，方可得到最高的波特率。而要远间隔收/发信号，还必须在电路上采纳必定的办法。为此，介绍一个能够远间隔收/发信号的电路。
二、组成框图
1.信号的表明
（1）1的表明
当TxD输出1时，通过收/发电路后，在总线上呈现高阻信号，接纳器通过收/发电路将高阻信号变为1，送RxD接纳。当串口不作业时，TxD为1，对应总线为高阻态。
（2）0的表明
用一个周期的矩形波表明0，矩形波的周期为振动周期的32或64倍。当TxD输出0时，通过收/发电路后，在串行总线上呈现一个周期的矩形波。该信号通过接纳器收/发电路转化后，在RxD端又变为0。
2.收/发电路的组成框图
收/发电路的组成框图如图1 – 17所示。该设备由控制电路、分频器、输出驱动、差动输入、耦合变压器等组成。控制电路由一片GAL电路或由门电路组成，输出驱动选用三态门，差动输入使用三片运放组成两级比较电路，分频器供给控制电路作业的基准和状况改动的条件，耦合变压器用来完成信号的输入或输出。
三、作业原理
1.信号输出
当TxD为1时，A，B两线信号为0，C线信号为1，三态门封闭，输出高阻信号;当TxD为0时，C线为0，三态门翻开，A线由0变1，A’输出高电平，B线坚持为0，B’输出低电平。继续32或16个振动周期后，电路状况改动，A线由1变O，B线由0变1，C线继续为0，A’输出低电平，B，输出高电平。通过32或16个振动周期后，0发送结束，电路恢恢复态，通过耦合变压器，在串行总线上有一个矩形波呈现。
2.信号输入
串行总线上的信号经耦合变压器，送到接纳器的差动输入电路。
当总线上呈现高阻信号时，运放Ai的输出为O。该信号别离送到运放A2和A3的输入端，通过比较后，A2和A3的输出也为0，通过控制电路后，使RxD为1。
当总线上呈现矩形波信号时，若前半周T+为高电平，后半周T+为低电平，则：
①前半周
T+=1，T-=O
经A1差动扩大后，其输出为低电平。通过A2和A3后，A2的输出坚持为0;而A3的输出则由O变1。这两个信号都送至控制电路，并使RxD由1变O，一起开端守时。
②后半周
T+ =0.T_=1
经Ai后，A1输出变为高电平，再经A2和A3的比较，A2的输出由0变1，A3则输出O，再经控制电路后，坚持RxD为0这一状况，直到守时时间或输入信号改动。
控制电路确保只需E线先由O变1，接着F线由0变1时，RxD才会由1变O，并继续32/64个振动周期，不然RxD坚持为1。
3.可靠性办法
（1）本设备输出时
收/发电路的输入端与输出端连在一起，因而当本设备输出时，输入端相同也有呼应。为便于区别输入端的信号是来自设备本身仍是来自总线，输出信号经变压器倒相后输出。这样外来信号就与内部信号有180。的相位差，而接纳设备只对其间一种信号有呼应，因而输入电路只对来自总线的信号作出呼应。
（2）搅扰信号引入时
当搅扰信号通过总线串入时，运放A1，A2和A3的输出端也要改动，但搅扰信号一般都是不规则信号，不会与本设备输入电路要求的矩形波信号彻底相同。所以，虽然输入电路有输出，但不会引起控制电路的状况发生改动，也就不会影响RxD的状况。
本例介绍的串行通讯设备，组成简略，本钱低，操作便利，只需两根线就可在两个设备之间交流信息;使用高阻差分电路作输入端，只需两根线上有信号差，输出就有改动，可在1 200 m范围内以187.5 Kb/s的速率可靠地传输信息;对传输线的要求低，一般双绞线就可衔接两个设备，不需求屏蔽电缆，对导线无特殊要求，当传输间隔较远时，能够大大下降体系的本钱;选用共同的信号传输方法和结构，有很强的抗搅扰才能，使用本设备不影响单片机串口的操作方法。因而，本设备是完成单片机之间高速度、远间隔串行通讯的一种比较抱负的设备。若给PC机配上这类设备，还可完成PC机与单片机之间的高速度、远间隔串行通讯。
