PC機和多個單片機也可以組成多級控制系統，一般以PC機為后級，多個單片機最小系統為前級。其通信一般由兩個獨立的模塊組成，即單片機通信模塊和PC機通信模塊。

1.單片機通信模塊的設計

51單片機內串行口部分有兩個物理上相互獨立的數據緩沖器SBUF，但兩個緩沖器的地址是一個（99H）。該緩沖器用來發送和接收數據。專用寄存器SCON和PCON控制串行口的工作方式和通信的波特率設定。定時器作為波特率發生器。CPU和SBUF寫數據即是發送數據，CPU從SBUF讀數據就是接收數據。

單片機51串行口是全雙工串行通信口。0串行口控制寄存器是SCON。

SMO和SMl：工作方式選擇位，如表所列。

表中UART是異步串行通信。

SM2：允許方式2和方式3多機通信。

REN：允許串行接收。

TB8：在方式2和方式3時是發送數據的第9位。

RB8：在方式2和方式3時接收數據的第9位；在方式1時，若SM2=0，則RB8為接收到數據的停止位。

TI和RI：發送和接收中斷標志，表示是否已發送完或接收到數據，由硬件置位，軟件清O。因為PC機的RS - 232接口是由8250芯片控制的，所以一般PC/XT和PC/AT機用RS - 232與其他設備通信時所使用的是8位數據位（可少于8位數據），由此決定單片機必須設置方式1。

工作方式1：當SMO和SM1一0時，串行接口被選擇為工作方式1，此時為可變波特率的8位異步通信方式。

發送數據以TxD端輸出，每幀信息為10位：一位起始標志位0、8位數據位和一位停止位1。發送時數據先送到緩沖器SBUF，然后啟動發送。數據發送完后，將中斷標志TI置1。

接收時（BEN-1），數據從RxD輸入，當采樣到第一個1到O的下跳沿時，啟動接收器；確認起始位后，接收一幀信息；當RI=O，停止位為1或SM2 =0時，停止位進入RB8，中斷標志位RI置1，接收了一幀數據。

波特率的設定 單片機定時器作為波特率發生器。為此定時器1須是工作方式2，即自動重裝載模式。TL1作為8位計數器，TH1作為常數緩沖器。當TL1計數溢出時，將TH1中常數送到TLO中，使TL1再次從初值開始重新計數。定時器1產生固定頻率占空比是1：1的脈沖，波特率可由設定時間常數確定。

式中：fosc是主振蕩頻率，選用6 MHz。

當波特率為1 200時，TH1=TLl=OF3H。

通信所用線是一般雙絞電源線。通信距離一般在30 m以內。如果通信距離比較遠，則須考慮用光電隔離或電流環來驅動，這時距離可達1000 m。波特率為300時問題不大，通信是可靠的，對通信線也無特殊要求。