AT89S51单片机串行口的输入、输出均为TTL电平。这种以TTL电平串行传输数据的方式，抗干扰性差，传输距离短，传输速率低。为了提高串行通信的可靠性，增大串行通信的距离和提高传输速率，一般都采用标准串行接口，如RS-232、RS-422A、RS-485等来实现串行通信。
根据AT89S51单片机的双机通信距离和抗干扰性的要求，可选择TTL电平传输，或选择RS-232C、RS-422A、RS-485串行接口进行串行数据传输。
1．TTL电平通信接口 如果两个AT89S51单片机相距在1.5 m之内，它们的串行口可直接相连。甲机的RXD与乙机的TXD端相连，乙机的RXD与甲机的TXD端相连，从而直接用TTL电平传输方法来实现双机通信。
2．RS-232C双机通信接口 如果双机通信距离在1.5～15 m之间时，可利用RS-232C标准接口实现点对点的双机通信，接口电路如下图所示。
上图中的芯片MAX232A是美国MAXIM（美信）公司生产的RS-232C双工发送器／接收器电路芯片。
3．RS-422A双机通信接口 RS-232C虽然应用很广泛，但其推出较早，有明显的缺点：传输速率低、通信距离短、接口处信号容易产生串扰等。国际上又推出了RS-422A标准。RS-422A与RS-232C的主要区别是，收发双方的信号地不再共地，RS-422A采用了平衡驱动和差分接收的方法。每个方向用于数据传输的是两条平衡导线，这相当于两个单端驱动器。输入同一个信号时，其中一个驱动器的输出永远是另一个驱动器的反相信号。于是两条线上传输的信号电平，当一个表示逻辑1时，另一条一定为逻辑0。若传输过程中，信号中混入了干扰和噪声（以共模形式出现），由于差分接收器的作用，就能识别有用信号并正确接收传输的信息，使干扰和噪声相互抵消。
因此，RS-422A能在长距离、高速率下传输数据。它的最大传输率为10 Mbit/s，在此速率下，电缆允许长度为12 m，如果采用较低传输速率时，最大传输距离可达1219 m。
为了增加通信距离，可以在通信线路上采用光电隔离方法，利用RS-422A标准进行双机通信的接口电路如下图所示。
在上图中，每个通道的接收端都接有3个电阻R1、R2和R3，其中R1为传输线的匹配电阻，取值范围为50 Ω～1 kΩ，其他两个电阻是为了解决第一个数据的误码而设置的匹配电阻。
为了起到隔离、抗干扰的作用，上图中必须使用两组独立的电源。
上图中的SN75174、SN75175是TTL电平到RS-422A电平与RS-422A电平到TTL电平的电平转换芯片。
4．RS-485双机通信接口 RS-422A双机通信需四芯传输线，这对工业现场的长距离通信是很不经济的，故在工业现场，通常采用双绞线传输的RS-485串行通信接口，它很容易实现多机通信。RS-485是RS-422A的变型，它与RS-422A的区别在于：RS-422A为全双工，采用两对平衡差分信号线；而RS-485为半双工，采用一对平衡差分信号线。RS-485对于多站互连是十分方便的，很容易实现多机通信。RS- 485标准允许最多并联32台驱动器和32台接收器。下图所示为RS-485双机通信接口电路。RS-485与RS-422A一样，最大传输距离约为1219 m，最大传输速率为10 Mbit/s。通信线路要采用平衡双绞线。平衡双绞线的长度与传输速率成反比，在100 kbit/s速率以下，才可能使用规定的最长电缆。只有在很短的距离下才能获得最大传输速率。一般100 m长双绞线最大传输速率仅为1 Mbit/s。
在上图中，RS-485以双向、半双工的方式来实现双机通信。在AT89S51单片机系统发送或接收数据前，应先将SN75176的发送门或接收门打开，当P1.0=1时，发送门打开，接收门关闭；当P1.0=0时，接收门打开，发送门关闭。
上图中的SN75176芯片内集成了一个差分驱动器和一个差分接收器，且兼有TTL电平到RS-485电平、RS-485电平到TTL电平的转换功能。此外常用的RS-485接口芯片还有MAX485。
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