串行通信的數據是逐位傳送的，發送方發送的每一位都具有因定的時間間隔，這就要求接收方也要按照發送方同樣的時間間隔來接收每一位。不僅如此，接收方還要確定一個信息組的開始和結束。爲此，串行通信對傳送數據的格式作了嚴格的規定。不同的串行通信方式具有不同的數據格式。下面簡單介紹一下常用的兩種基本串行通信方式：同步通信和異步通信及其數據傳送格式。
同步通信
所謂同步通信是指在約定的通信速率下，發送端和接收端的時鐘信號頻率和相信始終保持一致（同步），這就保證了通信雙方在發送和接收數據時具有完全一致的定時關係。
同步通信把許多字符組成一個信息組，或稱爲信息幀，每幀的開始用同步字符來指示。由於發送和接收的雙方採用同一時鐘，所以在傳送數據的同時還要傳送時鐘信號，以便接收方可以用時鐘信號來確定每個信息位。
同步通信要求在傳輸線路上始終保持連續的字符位流，若計算機沒有數據傳輸，則線路上要用專用的“空閒”字符或同步字符填充。
同步通信傳送信息的位數幾乎不受限制，通常一次通信傳的數據有幾十到幾千個字節，通信效率較高。但它要求在通信中保持精確的同步時鐘，所以其發送器和接收器比較複雜，成本也較高，一般用於傳送速率要求較高的場合。
用於同步通信的數據格式有許多種，
(a)單同步格式，會送一幀數據僅使用一個同步字符。當接收端收到並識別出一個完整同步字符後，就連續接收數據。一幀數據結束，進行CRC校驗。
同步字符 數據 CRC1 CRC2
(b)雙同步字格式，這時利用兩個同步字符進行同步。
同步字符1 同步字符2 數據 CRC1 CRC2
(c)同步數據鏈路控制(SDC)規程所規定的數據格式。
標誌符01111110 地址符8位 數據 CRC1 CRC2 標誌符01111110
(d)則是一種外同步方式所採用的數據格式。對這種方式，在發送的一幀數據中不包含同步字符。同步信號SYNC通過專門的控制線加到串行的接口上。當SYNC一到達，表明數據部分開始，接口就連續接收數據和CRC校驗碼。
數據場 CRC1 CRC2
(e)高級數據鏈路控制(HDLC)規程所規定的數據格式。它們均用於同步通信。這兩種規程的細節本書不做詳細說明。
標誌符01111110 地址符8位 控制符8位 數據 CRC1 CRC2 標誌符01111110
CRC(cyclic redundancy checks)的意思是循環冗餘校驗碼。它用於檢驗在傳輸過程中是否出現錯誤，是保證傳輸可靠性的重要手段之一。
異步通信
異步通信是指通信中兩個字符之間的時間間隔是不固定的，而在一個字符內各位的時間間隔是固定的。
異步通信規定字符由起始位(start bit)、數據位(data bit)、奇偶校驗位(parity)和停止位(stop bit)組成。起始位表示一個字符的開始，接收方可用起始位使自己的接收時鐘與數據同步。停止位則表示一個字符的結束。這種用起始位開始，停止位結束所構成的一串信息稱爲幀(frame)（注意：異步通信中的“幀”與同步通信中“幀”是不同的，異步通信中的“幀”只包含一個字符，而同步通信中“幀”可包含幾十個到上千個字符）。在傳送一個字符時，由一位低電平的起始位開始，接着傳送數據位，數據位的位數爲5~8。在傳輸時，按低位在前，高位在後的順序傳送。奇偶校驗位用於檢驗數據傳送的正確性，也可以沒有，可由程序來指定。最後傳送的是高電平的停止位，停止位可以是1位、1.5位或2位。停止位結束到下一個字符的起始位之間的空閒位要由高電平2來填充（只要不發送下一個字符，線路上就始終爲空閒位）。
異步通信中典型的幀格式是：1位起始位，7位（或8位）數據位，1位奇偶校驗位，2位停止位。
起始位 數據位（低位…高位） 奇偶校驗位 停止位 空閒位 起始位
從以上敘述可以看出，在異步通信中，每接收一個字符，接收方都要重新與發送主同步一次，所以接收端的同步時鐘信號並不需要嚴格地與發送方同步，只要它們在一個字符的傳輸時間範圍內能保持同步即可，這意味着南時鐘信號漂移的要求要比同步信號低得多，硬件成本也要低的多，但是異步傳送一個字符，要增加大約20％的附加信息位，所以傳送效率比較低。異步通信方式簡單可靠，也容易實現，故廣泛地應用於各種微型機系統中。