串行接口通常提供全雙工同步操作，數據以位為單位進行串行輸入輸出。各元器件生產廠家紛紛推出了基于串行總線的器件，越來越多的處理器也開始集成相應的串行通信接口，并兼容一些流行的串行總線。因此，在    、速度、分辯力等指標許可的前提下，選擇多通道以及具有采樣保持器串行ADC以及其他串行器件搭建基于串行總線的測量儀器模擬節點方案無疑是一種理想的選擇。基于這種串行總線的模擬節點電路設計。

在智能測量儀器中，模擬節點通常分布于儀器的各個電路板和功能模塊，而每塊電路板和功能模塊又可能包括多個模擬探測節點。

在設計中往往根據模擬節點的數量選擇使用一片或多片多通道串行A／D芯片（如AD公司的AD7812等）構成每塊電路板或功能模塊的模擬輸入通道，而不同電路板或功能模塊上的串行設備均掛接在同一串行總線上，由處理器通過控制總線及譯碼邏輯來選擇相應的模擬輸入通道并控制相應串行設備的工作。在具體的設計中，往往還可以利用串行總線進行一些輔助電路設計：如利用一些串行D／A轉換器構成模擬輸出通道，以世界各主要半導體制造商提交了多種不同的串行協議，比較典型的有以Motorola公司為代表的SPI（se-rial peripheral interface：串行外圍設備接口）、以Philips公司為代表的I2C（Inter IC）以及國家半導體公司為代表的MICROWIRE總線（微總線）等。

SPI是一種高速4線同步串行外設接口總線，1條用于串行移位時鐘SCK，1條用作從使能信號（SS），另外2條數據線分別用于數據的收發（MISO和MOSI），采取主從式通信方式、全雙工傳輸。傳輸速率由主控設備編程決定，可選擇移位 率、主從模式以及時鐘的極性和相位等；I2C總線是一種用雙向2線串行總線，1條串行數據線（SDA）和1條串行時鐘線（SCL），采用主從方式的同步通信方式，在通信過程通過地址確定通信對象，每個I2C器件都有一個    的地址，每個器件既可發送也可接收，是1種多主總線；MI-CROWIRE總線是一種3線同步串行接口總線，1條時鐘線（SK）和2條數據收發線（SO和SI）。

串行總線引腳較少，連接非常簡單。口前，很多處理器都直接集成了前述的串行總線接口，可以直接與相應接口的串行設備相連。而在一些高端處理器巾，更是提供了更加靈活的可編程串行接口，如Motorola公州高端DSP處理器大都集成了可編程SSI串行同步通信接口，而TI公司的高端DSP處理器大都集成了可編程McBSP多通道緩沖串行接口，這接口不但具有與標準串行接口相同的基本功能，還可配置成通用輸入輸出（GPIO）接口，因此可以方便地與SPI、I2C和MICROWIRE等兼容設備直接連接。

以McBSP多通道緩沖串行接口為例：通過配置McB-SP的工作模式，McBSP可兼容SPI、MICROWIRE等協議通信。當McBSP被配置為時鐘停止模式時，可兼容SPI和MICROWIRE總線協議，此時發送器和接收器在內部是同步的，故可將McBSP作為SPI主設備或從設備。當設置McBSP為主設備時，可將發送數據幀時鐘（FSX）用作SPI從設備使能信號（即SS），而將發送數據位時鐘（CLKX）用作SPI協議中串行時鐘信號（SCK，MI-CROWIRE沒備的SK）。當連接I2C設備時，可將McBSP配置成GPIO模式，將McBSP的CLKX和FSX與I2C總線設備的SCL和SDA相連，利用軟件模擬I2C總線協議。McBSP為主沒備時，幾種通信模式下的典型連接關系。

在智能測量儀器中，通常選擇處理器為主設備，而將各串行器件作為從設備，因此大都采取上述連接方式。針對不同的處理器，其連接方式略有不同。而對沒有提供相應串行通信接口的處理器，也可以按照串行設備的工作時序來通過GPIO接口編程或利用可編程邏輯器件進行模擬實現。

現代智能測量儀器電路板模擬節點數量很多，而且往往還需要利用串行總線構建模擬輸出通道和存儲系統，這就需要在同一套串行總線上設計掛接多片乃至多種不同型號、不同總線形式的串行器件。

不同串行設備的工作時序不盡相同，為保證處理器與串行設備之間的通信需要對串行總線通道進行必要的初始化設置。這些設置主要包括設備的主從模式（通常設置處理器為主設備）、移位率、時鐘極性和相位等屬性對利用GPIO接口編程模擬串行總線的應用，還需要根據串行器件的時序特點編程設置相應的輸出／輸出管腳和工作時序。

串行ADC通常通過其內置控制寄存器以控制字的方式來實現一系列的控制操作，如采樣模式、參考選擇、通道選擇以及A／D轉換等。針對擬選擇的模擬節點，通過軟件控制相關電路完成信號調理后，對鎖存器相應位進行操作來選擇相應的串行ADC工作，利用串行總線向串行ADC寫入控制字來啟動對指定模擬節點信號的轉換操作（如果支持軟件啟動）。

處理器通過串行總線接口讀取轉換數據，進行必要的運算和處理后獲得模擬節點監測信號的真實結果，從而進行相應的操作和處理。

串行總線應根據串行ADC的具體總線接口形式和時序特點進行設置，這一點務必注意，以免無法建立通信連接。不同串行ADC的讀寫時序不盡相同，編程時需要格外注意。此外，通過串行總線進行讀寫操作時，需要根據讀寫數據的位數保證足夠的時鐘個數，以免無法正常讀寫。

對于掛接在總線的其它設備的控制操作，可根據具體設備的特點，參考類似的方式予以編程實現。