AT89S52单片机的串行接口主要由两个物理上独立的串行数据缓冲器SBUF、发送控制器、接收控制器、输入移位寄存器和输出控制门组成。
对外表现为两个引脚：RXD（P3.0）串行输入线和TXD（P3.1）串行输出线，串行口的结构如图1所示。
图1 串行口的结构
1．波特率发生器
主要由T1、T2及内部的一些控制开关和分频器所组成。它提供串行口的时钟信号TXCLOCK（发送时钟）和RXCLOCK（接收时钟）。相应的控制波特率发生器的特殊功能寄存器有TMOD、TCON、T2CON、PCON、TL1、TH1、TL2、TH2等。
2．串行数据缓冲寄存器SBUF
串行口数据缓冲器（实际上是两个寄存器）通过特殊功能寄存器SBUF来访问。两个缓冲器在物理上是隔离的，共用一个地址99H（特殊功能寄存器SBUF的地址）。
写入SBUF的数据储存在发送缓冲器，用于串行发送；从SBUF读出的数据来自接收缓冲器。串行发送时，从片内总线向发送缓冲器SBUF写入数据；串行接收时，从接收缓冲器SBUF中读出数据。因此可通过两条指令来表示：
MOVSBUF,A ;启动一次数据发送，可向SBUF再发送下一个数据
MOVA,SBUF ;完成一次数据接收，SBUF可再接收下一个数据
3．串行数据输入/输出引脚
接收方式：串行数据从RXD（P3.0）引脚输入
发送方式下：串行数据通过TXD（P3.1）引脚输出。
4．串行口控制逻辑
发送控制器在波特率作用下，将发送SBUF中的数据由并行转换成串行，逐位地传输到发送端口；同理接收控制器将接收端口的数据由串行转换成并行，存入接收SBUF。如图2。
图2 串行口的控制逻辑 二、串行口控制寄存器SCON
特殊功能寄存器SCON可以位寻址，用于定义串行口的操作方式和控制它的某些功能，字节地址为98H。其各位的定义如图3所示。
图3 SCON
SM0，SM1（D7，D6）：串行口操作方式选择位
SM2（D5）：串行口多机通信控制位。
SM2=1：如果接收的一帧数据的第九位为1，且原RI＝0，则硬件置RI=1，接收数据有效；如果第九位为0，则RI不置1，接收数据无效。
SM2=0：只要接收完一帧数据，不管第九位为1还是0，硬件都置RI=1，接收数据有效。多机通信时，SM2必须置1；双机通信，SM2通常置0。
REN（D4）：串行口接收允许控制位。REN=1表示允许接收；REN=0禁止接收。
TB8（D3）：方式2和方式3中要发送的第9位数据。
RB8（D2）：是方式2和3中已接收到的第9位数据。
TI（D1）：发送中断标志。由软件清0。
RI（D0）：接收中断标志。由软件清0。
三、电源控制寄存器PCON
电源控制寄存器PCON中，仅有最高位SMOD与串行口控制有关，PCON的地址为87H，只能字节寻址。
SMOD（D7）：波特率加倍控制位。
SMOD=1，波特率加倍；
SMOD=0，则不加倍。