1．串行接口的基本通信方式
串行接口的有異步和同步兩種基本通信方式。異步通信采用用異步傳送格式，如圖1 所示。數據發送和接收均將起始位和停止位作為開始和結束的標志。在異步通信中，起始位占用一位（低電平），用來表示字符開始。其后為7 或8 位的數據編碼，第8 位通常做為奇偶校驗位。最后為停止位（高電平）用來表示字符傳送結束。上述字符格式通常作為一個串行幀，如無奇偶校驗位，即為常見的N.8.1幀格式。

串行通信中，每秒傳送的數據位稱為波特率。如數據傳送的波特率為1200 波特，采用N.8.1 幀格式（10 位），則每秒傳送字節為120 個，而字節中每一位傳送時間即為波特率的倒數：T=I/1200=0.833ms。同樣，如數據傳送的波特率為9600 波特，則字節中每一位傳送時間為T=1/9600=0.104 ms。根據數據傳送的波特率即字節中每一位的傳送時間，我們便可用普通I/O 口來模擬實現串行通信的時序。

2．硬件電路
89C51 單片機通過普通I/O 口與PC 機RS232 串口實現通信的硬件接口電路如圖2 所示。由于PC 系列微機串行口為RS232C 標準接口，與輸入、輸出均采用TTL 電平的89C51 單片機在接口規范上不一致，因此TTL電平到RS232 接口電平的轉換采用MAXIM 公司的MAX232 標準RS232接口芯片，該芯片可以用單電壓（+5V）實現RS232接口邏輯“1”（-3V～15V）和邏輯“0”（+3V～15V）的電平轉換。圖中89C51 的P1.0 模擬發送端，P1.1 模擬接收端。

3．接口程序設計
軟件設計中，89C51 單片機的P1.0 和P1.1 口分別模擬串行通信的發送和接收，其接口程序主要由INPUT 發送子程序和OUTPUT接收子程序組成。通信速率1200 bit /s，幀格式為N.8.1。發送時，先發送一個起始位（低電平），接著按低位在先的順序發送8 位數據，最后發送停止位。接收時，先判斷P1.1 接收端口是否有起始低電平出現，如有則按低位在先的順序接收8 位數，最后判斷P1.1 口是否有停止高電平出現，如有則完成一個數據接收，否則繼續等待。其中軟件編寫要嚴格按照異步通信的時序進行，每bit 位傳送時間間隔按通信速率1200 bit /s計算為833μs。

其模擬串行通信程序清單見下，系統要求單片機晶振為6M。程序清單如下：
TXD EQU P1.0
RXD EQU P1.1 ；定義89C51 P1.0 為發送端，P1.1 為接收端
ORG 0000H
AJMP MAIN
ORG 0100H
MAIN: MOV A, #30H
MOV R5，#N
SETB RXD ；P1.0 置高
TX： LCALL INPUT ;調用發送子程序，將寄存器A 中內容發給PC 機
；
SETB TXD ；P1.1 置高
MOV R0,#40H
RX: LCALL OUTPUT ；調用接收子程序，將接收的N 個數據存放在以40H開始的地址中
MOV @R0,A
INC R0
DJNZ R5, RX ；N 個數據接收結束，則等待，否則轉RX 繼續接收
AJMP $
;**************延時833μs 子程序*****
DEL833: MOV R7 ,#205
MS11: DJNZ R7，MS11
RET
; **********************************
;******** 89C51發送數據給PC 機子程序****
INPUT: CLR C
MOV TXD,C ;發送起始位
LCALL DEL833 ；延時
MOV R3,#8
REP: RRC A
MOV TXD ,C
LCALL DEL833
DJNZ R3,REP ;發送8 位數據
SETB C ;發送停止位
MOV TXD,C
LCALL DEL833
RET
;********從PC 機接收數據子程序********
OUTPUT: JB RXD, $ ； 判斷是否有起始位出現
LCALL DEL833
MOV R3,#8
OUT: MOV C ,RXD
RRC A
LCALL DEL833
DJNZ R3,OUT ； 接收8 位數據
JNB RXD ,$ ； 判斷是否有停止位出現
RET
本文介紹的用 89C51 單片機I/O 口模擬實現串行通信的方法，已成功地應用在某電壓數據采集系統中，實踐證明能可靠地傳送和接收數據。