USART收發(fā)模塊一般分為三大部分：時鐘發(fā)生器、數據發(fā)送器和接收器。控制寄存器為所有的模塊共享。 時鐘發(fā)生器由同步邏輯電路（在同步從模式下由外部時鐘輸入驅動）和波特率發(fā)生器組成。發(fā)送時鐘引腳XCK僅用于同步發(fā)送模式下， 發(fā)送器部分由一個單獨的寫入緩沖器（發(fā)送UDR）、一個串行移位寄存器、校驗位發(fā)生器和用于處理不同幀結構的控制邏輯電路構成。使用寫入緩沖器，實現(xiàn)了連續(xù)發(fā)送多幀數據無延時的通信。 接收器是USART模塊最復雜的部分，最主要的是時鐘和數據接收單元。數據接收單元用作異步數據的接收。除了接收單元，接收器還包括校驗位校驗器、控制邏輯、移位寄存器和兩級接收緩沖器（接收UDR）。接收器支持與發(fā)送器相同的幀結構，同時支持幀錯誤、數據溢出和校驗錯誤的檢測。