基于串行外设接口实现扩展串口的设计
单片机外部扩展接口设计与应用案例
单片机外部扩展接口设计与应用案例引言在现代电子设备中，单片机作为一种重要的控制器件，广泛应用于各个领域，包括家电、汽车、通信、医疗等。
然而，由于单片机的引脚数量有限，无法直接满足所有外部设备的连接需求。
因此，设计合理的外部扩展接口对于单片机应用的成功至关重要。
本文将介绍单片机外部扩展接口的基本原理和常见的设计方案，并给出一些应用案例供参考。
一、单片机外部扩展接口的基本原理单片机外部扩展接口的设计基于单片机的引脚，可以分为并行接口和串行接口两种。
并行接口可以同时传输多个位数据，速度较快，适用于需要高速传输的应用；而串行接口逐位传输数据，适用于数据量较小、传输距离较长的应用。
1. 并行接口设计并行接口通常使用I/O口或者专用的外部总线来实现。
其中，I/O口的引脚可以通过编程设置为输入或输出模式，从而实现数据的输入和输出。
外部总线通常是由多根信号线组成，包括数据线、地址线和控制线，用于在单片机和外部设备之间传输数据和控制信息。
2. 串行接口设计串行接口可以使用UART、SPI、I2C等通信协议来实现。
UART是一种通用的串行通信协议，采用一根传输线来同时传输数据和时钟信息。
SPI是一种高速的串行通信协议，采用四根传输线来传输数据、时钟、选择信号和数据输入输出信号。
I2C是一种双线制的串行通信协议，采用两根传输线来传输数据和时钟信号。
二、常见的单片机外部扩展接口设计方案针对不同的应用场景和需求，常见的单片机外部扩展接口设计方案有如下几种。
1. LCD 显示屏接口设计在许多嵌入式系统中，使用LCD显示屏来实现人机交互是常见的需求。
LCD显示屏一般采用并行接口进行数据传输，需要单片机具备足够多的I/O口来连接。
此外，还需要使用定时器来生成LCD显示所需的时序信号。
2. 串口通信接口设计串口通信是嵌入式系统中常用的一种通信方式，常用于与PC机、传感器、无线模块等设备之间进行数据传输。
单片机可以通过UART模块实现串口通信功能，设置波特率、数据位数、停止位数等参数来适应不同的通信需求。
具通用串行总线接口的电脑扩充设备的制作方法
本技术是一种具USB接口的电脑扩充装置，其包括：一壳体，其具有一装置空间；一电路板，设于壳体内，其具有一USB接口与一电源输入端，该USB接口以线路耦接一第一USB接口讯号IC，该IC以线路耦接三只第一连接端，且另以一线路耦接一第二USB接口讯号IC，该IC另以线路耦接四只第二连接端，其中三只第一连接端及其中一第二连接端选择性地与具USB接口转换功能的周边装置以接线连接，使彼此间以USB接口讯号传输，而另三只第二连接端则各耦接一USB接口插座而成。
技术要求1、一种具USB接口的电脑扩充装置，其特征在于，包括：一壳体，其具有一装置空间；一电路板，设于壳体内，其具有一USB接口与一电源输入端，该USB接口以线路耦接一第一USB接口讯号集成电路IC，该IC以线路耦接三只第一连接端，且该第一USB接口讯号集成电路IC另以一线路耦接一第二USB接口讯号集成电路IC，该IC另以线路耦接四只第二连接端，其中三只第一连接端及其中一第二连接端选择性地与具USB接口转换功能的周边装置连接，使彼此间以USB接口讯号传输，而另三只第二连接端则各耦接一USB接口插座而成。
2、如权利要求1所述的具USB接口的电脑扩充装置，其特征在于，所述的周边装置指硬盘机、软盘机、读卡机及光盘机。
3、如权利要求1所述的具USB接口的电脑扩充装置，其特征在于，该电路板的各第一连接端及一第二连接端分别以线路耦接一接口讯号转换器，使周边装置所属的接口转换成USB接口讯号，且电路板上对应各周边装置的接口相对设置所属的插座，与周边装置以接线连接。
4、如权利要求1所述的具USB接口的电脑扩充装置，其特征在于，将接口讯号转换器另设于一第二电路板，并将之模组化，模组化的模组电路结合于所对应的周边装置，而各第一连接端及一第二连接端与模组电路板以USB接线连接。
说明书具通用串行总线接口的电脑扩充装置技术领域本技术是一种具通用串行总线(USB)接口的电脑扩充装置，尤指一种将电脑周边装置耦接于一具USB 接口讯号输/出入的扩充装置，以适应移动式电脑的扩充需求。
利用串行口扩展并口
附页：实验线路图：编译程序:源程序代码：1 汇编语言程序清单ORG 0000HLJMP MAINORG 000BHLJMP INTT0MAIN:MOV SP,#60HMOV TMOD,#01HSETB ET0SETB EAMOV TH0,#3CHMOV TL0,#0B0HSETB TR0MOV 30H, #0 ; 每中断一次加1MOV 31H, #0 ; 每秒加1, 当其值为100时清0 MOV 32H, #0 ; 个位MOV 33H, #0 ; 十位LP:MOV R0,#32HMOV R7,#2ACALL BINBCDMOV DPTR,#TABDSPLY:MOV A,@R0MOVC A,@A+DPTRCPL AMOV SBUF,ADSP1:JNB TI,DSP1CLR TIINC R0DJNZ R7,DSPLYLP1:MOV A,30HCJNE A, #10, LP1MOV 30H,#00HINC 31HMOV A,31HCJNE A,#100,LPMOV 31H,#0SJMP LPINTT0:MOV TL0,#0B0HMOV TH0,#3CHINC 30HRETITAB: DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FHDB 0FFH,00H,73H; 入口参数二进制数存放在31H中; 出口参数 BCD数十位（33H）, 个位（32H）BINBCD:MOV A,31HMOV B,#10DIV ABMOV 33H,AMOV A,BMOV 32H,ARETEND ; 程序结束2 C 语言程序清单#include <AT89X51.H>#include <intrins.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned int//共阴数码管段码：0~9，全亮，全灭，Puchartab[]={0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,0x7F,0x6F,0xFF,0x00,0x 73};uchar timer; //定时器每中断1次加1void main(void){uchar ten,one,count;SP=0x60;TMOD=0x01; //定时器T0方式1定时ET0=1; //开定时器T0中断EA=1; //开总中断TH0=0x3C; //每100ms中断一次TL0=0xB0;TR0=1; //启动定时器T0timer=0;count=0;do{do{ten=count/10; //求得十位one=count%10; //求得个位SBUF=~tab[one]; //发送个位while(~TI);TI=0;SBUF=~tab[ten]; //发送十位while(~TI);TI=0;while(timer<10); //延时1s，即10*100ms timer=0;count++; //每隔一秒，count值加1 }while(count<100); //从0计到99count=0;} while(1);}void intt0() interrupt 1{TH0=0x3C;TL0=0xB0;timer++;}。
RS232串行口扩展设计
《电子线路CAD实习》实习课题五：RS232串行口扩展设计一、功能要求利用MAX232芯片实现将一路RS232串行输出信息扩展为八路RS232串行输出信息。
二、原理设计根据电平匹配和输出要求选择实现方案，设计出系统原理图，并进行参数计算和元器件选择，说明电路的工作原理。
三、设计要求1）在所选原理图中要有自己绘制的元件符号；2）利用自动布局、自动布线的方法，将原理图转换为印刷电路板图；3）印刷电路板图上的元件要按工艺要求和电气性能进行排列，布线率要求100%；4）电源线的宽度为20mil，接地线的宽度为30mil，其余接线宽度为10mil，并分别将电源、接地、输入、输出等端用接插件或焊盘引出，输入/输出信息采用DB9插座；5）利用手工编辑的方法对电路板进行编辑和修饰；6）利用系统的网络表比较功能，对原理图和印刷电路板图进行比较，结果应完全一致；7）绘制完毕，要产生自己的项目封装库；8）将所设计内容在屏幕上演示出来。
9）根据具体情况进行电路仿真：3D仿真，检查布局和布线的合理性。
四、撰写实习报告实习报告是在完成设计、仿真、绘制后，对学生归纳技术文档、撰写科学论文和科研总结报告能力的训练。
通过编写实习报告，不仅可以将设计、绘制、仿真及技术参数的内容进行全面总结，而且可以把实践内容提升到理论高度。
实习报告通常包括如下的内容：1)课题名称。
2)内容摘要。
3)设计内容及技术要求。
4)系统方案，画出系统原理图。
5)单元电路设计，参数计算和元器件选择。
6)画出完整的原理图，并说明电路的工作原理。
7)设计PCB板图，PCB图的3D仿真图。
8）列出系统所需要的元器件清单。
9)总结收获体会：总结设计电路的特点和方案的优缺点，归纳课题核心及其应用价值，提出改进意见。
10)列出参考文献。
五、参考图芯片原理见附件。
串口扩展方案总结
串口扩展方案总结串行接口设备凭借其控制灵活、接口简单、占用系统资源少等优点，被广泛应用于工业控制、家庭安防、GPS卫星定位导航以及水、电、气表的抄表等领域。
在这些嵌入式系统中，可能会有很多从设备都通过串行接口与主机进行通信，如GPRS MODEM、红外发送和接收模块、RS485总线接口等。
这使得开发人员常常面临嵌入式系统中主机串行通信接口不足的问题，针对此问题，本文介绍了几种常见的解决方法。
软件模拟法软件模拟法可根据串行通讯的传送格式，利用定时器和主机的I/O口来模拟串行通讯的时序，以达到扩展串口的目的。
接收过程中需要检测起始位，这可以使用查询方式，或者，在端口具有中断功能的主机中也可以使用端口的中断进行处理。
接收和发送过程中，对定时的处理既可以使用查询方式也可以使用定时器中断方式。
为了确保数据的正确性，在接收过程中可以在检测异步传输的起始信号处加上一些防干扰处理，如果是无线传输系统，在接收每个位时可以采用多次采样。
对于有线系统来说，1次采样就够了，你看IIC，SPI等，谁去进行了多次采样。
如今软件模拟以其价格低廉,使用方便,已经成为一种潮流.但是不是所有的单片机都适合用来进行串口的软件模拟的.软件模拟的方法一般有两种,一种是读写I/O,另外一种是读写端口.很容易想到采用读写端口的方式模拟的方式,各串口的波特率必须保持一致.而且当各路数据的输入时间差只有那么几十微秒时,很容易造成数据丢失,虽然看上去这种方式也可以承受输入数据端短路的高数据量压力测试,但这种测试方法是刚好落在了该方案的最佳输入点上.所以真正的使用中是有几率出错的.而采用我们PDK80CXX系列在进行8路以下(4路全双工通讯)的串口模拟时,完全可以采用读写I/O口方式来完成,这样,我们可以非常轻松完成个子口的波特率不等的设置.而且可以达到非常高的速率,当外接8MHz的晶体时,3路子口的最高速度可以达到38400以上.我想就是38400的波特率一般的单片机也就足够了.俗话说,"打铁还需墩子硬",而我们PDK80CXX都是工业规格设计,超强的抗干扰性,超宽的高低温工作范围.不知道各位看官目前有没有用过可以在-40~+120摄氏度工作的单片机.所以采用PDK80CXX模拟串口扩展无疑是目前性价比最高的一种解决方案.利用并口转串口扩展串行口基于Intel8251的串行口扩展Intel8251是一种通用的同步/异步发送器(USART)，它的工作方式可以通过编程设置，并具有独立的接收/发送器。
基于AT89C2051的串口扩展器设计
基于AT89C2051的串口扩展器设计
0 引言
银行交易操作中柜员使用的终端要分别和银行数据库、磁卡读写机、密码小
键盘、打印机等联络，数据通信往往使用串行口。
终端要连接得设备很多，串
行口往往不够用。
有了串口扩展器，就能很好解决这个问题，如图 1 所示，本文介绍以ATMEL89C2051 为MCU 的串行扩展器的设计思路、硬件结构和部分程序模块。
1 串口扩展器结构框图串口扩展器由8 位单片机ATMEL89C2051、双 4 通道多路转换器4052、双路电平转换器MAX23
2 和发光二极管等组成，结构框图如图2 虚线框所示。
双4 通道多路转换器4052 有一对四电子开关，（XY，X0Y0～X3Y3）分别定义为 A 口、B 口、C 口和K 口，公共口（XY）连终端串口；ATMEL89C2051 监视终端发出的信息，一旦收到终端发出的串口选择命令，由P10 和P11 口连通对应串口并点亮发光二极管作指示；双路电平转换器MAX232 将TTL 电平转换成RS232 电平，或反之；串口选择后，终端和对应设备就可通讯联络，进行工作。
tips:感谢大家的阅读，本文由我司收集整编。
仅供参阅！。
实验十三 利用串行口扩展并口实验
实验十三利用串行口扩展并口实验一实验目的①掌握MSC-51单片机串行口方式0时的工作原理；了解通过串行口扩展输出口，进行静态显示的方法。
②掌握串行移位寄存器芯片74LS164的工作原理。
二实验器材1．实验仪一台；2. 编程器一台；3.小镊子一把；三实验原理MCS-51单片机除了具有四个8位的并行口外，还具有一个全双工的串行通信接口，该接口有4种工作方式，当工作于方式1、2和3时，作UART（通用异步接收和发送器），实现单片机系统之间点对点的单机通信、多机通信和单片机系统与PC机之间的通信；而工作于方式0时，为同步移位寄存器输入/输出方式，常用于扩展I/O口，这时串行数据通过RxD引脚输入或输出，引脚TxD输出同步移位信号，收/发数据都为8位，低位在前，波特率为振荡频率的1/12。
本实验中通过74LS164实现串入并出。
由于74LS164的输出高电平电流为 -1mA,而输出低电平电流为20mA，故这里必须使用共阳极的数码管，并且数码管的“a”笔画由引脚13输出，“h”笔画由引脚3输出，请同学们注意。
另外采用静态显示，编程简单，显示效果好，具体线路如图13所示（图中省去了复位电路、时钟电路等电路）四跳线设置如程序存放在AT89S51中，AT89S51的/EA（引脚31）必须接高电平，实验时需短路J13的1和2引脚，否则；必须短路J13的2和3引脚；实验时需要短接J4的3和5以及4和6；J7的2、3。
五实验内容与要求编制程序使数码管循环依次显示00到99，每秒加1。
六源程序ORG 0000HLJMP MAINORG 000BHLJMP INTT0MAIN:MOV SP,#60HMOV TMOD,#01HSETB ET0SETB EAMOV TH0,#3CHMOV TL0,#0B0HSETB TR0MOV 30H, #0 ; 每中断一次加1MOV 31H, #0 ; 每秒加1, 当其值为100时清0MOV 32H, #0 ; 个位MOV 33H, #0 ; 十位LP:MOV R0,#32HMOV R7,#2ACALL BINBCDMOV DPTR,#TABDSPLY:MOV A,@R0MOVC A,@A+DPTRCPL AMOV SBUF,ADSP1:JNB TI,DSP1CLR TIINC R0DJNZ R7,DSPL YLP1:MOV A,30HCJNE A, #10, LP1MOV 30H,#00HINC 31HMOV A,31HCJNE A,#100,LPMOV 31H,#0SJMP LPINTT0:MOV TL0,#0B0HMOV TH0,#3CHINC 30HRETITAB: DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FHDB 0FFH,00H,73H;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; 入口参数二进制数存放在31H中; 出口参数BCD数十位（33H）, 个位（32H）;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;BINBCD:MOV A,31HMOV B,#10DIV ABMOV 33H,AMOV A,BMOV 32H,ARETEND ; 程序结束七实验结论基本掌握MSC-51单片机串行口方式0时的工作原理；了解通过串行口扩展输出口，进行静态显示的方法。
串口扩展
基于GM8123的串口扩展硬件解决方案1 引言在某些特定的情况下，单片机应用系统需要连接多个串行外设，如微型打印机、液晶模块、上位计算机等，此种情况称为点对多点通讯方式；或者多个单片机应用系统通过串行接口连接到一台主控计算机上，称为多点对一点通讯方式。
通常单片机只提供一个异步串行通讯接口(SCI)。
因此，上述两种情况下，都涉及串行接口的扩展题目。
以下将针对点对多点通讯的串口扩展，给出一种使用最新串口扩展接口器件GM8123的解决方案。
2 点对多点通讯的硬件解决方案目前，点对多点通讯在扩展串行接口时，除了使用软件虚拟的方式，将单片机的普通I／O虚拟为异步串行接口外，更多的是采用硬件接口器件扩展方法。
而硬件扩展串行接口，一方面可采用多路模拟开关，或使用门电路，按需要选通相应的串行通道，实现点对多点的通讯；另一方面可使用专用的串口扩展器件扩展串行接口。
前者的主要题目是占用较多的单片机硬件资源，更重要的是通讯过程中的实时性较差。
采用最新的专用串口扩展器件可有效地解决上述题目。
3 基于GM812X的典型串口扩展电路GM812X是成都国腾公司生产的专用串口扩展器件，包括GM8123(一扩三)、GM8125(一扩五)两个主要型号。
GM8123可以将一个全双工的标准串口扩展成3个标准串口，并能通过外部引脚控制串口扩展模式：单通道工作模式和多通道工作模式，既可以指定一个子串口和母串口以相同的波特率工作，也可以让所有子串口在母串口波特率基础上分频同时工作。
母串口和子串口的工作波特率可由软件调节，而不需要修改外部电路和晶振频率。
图1为GM8123构成的典型串口扩展电路。
由于GM8123串口扩展器件不具有上电复位功能，因此使用单片机的P3.7控制GM8123的复位端，复位信号低电平有效，并保持200 ms。
器件复位后，内部所有的BUFFER和寄存器清零，此时器件的默认状态为：波特率1 200 b／s，数据格式为11位／帧。
串口扩展方案总结
串口扩展方案总结行接口设备凭借其控制灵活、接口简单、占用系统资源少等优点，被广泛应用于工业控制、家庭安防、GPS卫星定位导航以及水、电、气表的抄表等领域。
在这些嵌入式系统中，可能会有很多从设备都通过串行接口与主机进行通信，如GPRS MODEM、红外发送和接收模块、RS485总线接口等。
这使得开发人员常常面临嵌入式系统中主机串行通信接口不足的问题，针对此问题，本文介绍了几种常见的解决方法。
软件模拟法软件模拟法可根据串行通讯的传送格式，利用定时器和主机的I/O口来模拟串行通讯的时序，以达到扩展串口的目的。
接收过程中需要检测起始位，这可以使用查询方式，或者，在端口具有中断功能的主机中也可以使用端口的中断进行处理。
接收和发送过程中，对定时的处理既可以使用查询方式也可以使用定时器中断方式。
为了确保数据的正确性，在接收过程中可以在检测异步传输的起始信号处加上一些防干扰处理，如果是无线传输系统，在接收每个位时可以采用多次采样。
对于有线系统来说，1次采样就够了，你看IIC，SPI等，谁去进行了多次采样。
如今软件模拟以其价格低廉,使用方便,已经成为一种潮流.但是不是所有的单片机都适合用来进行串口的软件模拟的.软件模拟的方法一般有两种,一种是读写I/O,另外一种是读写端口.很容易想到采用读写端口的方式模拟的方式,各串口的波特率必须保持一致.而且当各路数据的输入时间差只有那么几十微秒时,很容易造成数据丢失,虽然看上去这种方式也可以承受输入数据端短路的高数据量压力测试,但这种测试方法是刚好落在了该方案的最佳输入点上.所以真正的使用中是有几率出错的.而采用我们PDK80CXX系列在进行8路以下(4路全双工通讯)的串口模拟时,完全可以采用读写I/O口方式来完成,这样,我们可以非常轻松完成个子口的波特率不等的设置.而且可以达到非常高的速率,当外接8MHz的晶体时,3路子口的最高速度可以达到38400以上.我想就是38400的波特率一般的单片机也就足够了.俗话说,"打铁还需墩子硬",而我们PDK80CXX都是工业规格设计,超强的抗干扰性,超宽的高低温工作范围.不知道各位看官目前有没有用过可以在-40~+120摄氏度工作的单片机.所以采用PDK80CXX模拟串口扩展无疑是目前性价比最高的一种解决方案.利用并口转串口扩展串行口基于Intel8251的串行口扩展Intel8251是一种通用的同步/异步发送器(USART)，它的工作方式可以通过编程设置，并具有独立的接收/发送器。
串行I-O接口的扩展
1.2 用串行口扩展并行I/O口
1.用74LS165扩展并行输入口
74LS165是8位并入/串出移位寄存器。当移位/置入(S/ L )由高到低跳 变时，并行输入端的数据被置入寄存器；
当S/ L =1，且时钟禁止端(15引脚)为低电平时，允许时钟输入，这时
在时钟脉冲的作用下，数据将由SIN到
Q
方向移位。利用该器件可方便
其优势也是成本低、实时 性好，但要占用一些CPU 时间。一般软件模拟扩展 串口方法，使用1个I/O端 口、1个INT外部中断和定 时器。
该方法扩展串口有两个缺点： 由于使用了INT外部中断，故只能使用2个INT外部中断扩展2个串口； 文中发送和接收数据效率比较低，占用了CPU大量时间，不能与其
他任务同时进行，所以使用范围有限。
P3.0 P3.1 8031
P1.0
3 4 5 6 10 11 12 13 1,2 QA QB QC QD QE QF QG QH
A,B 74LS164
3 4 5 6 10 11 12 13
QA QB QC QD QE QF QG QH
A,B 1,2
74LS164
CLR 9
CP 7 14
8
+5V
CLR CP 7 14
WAIT: JNB TI，WAIT
；一帧数据未发送完,循环等待
CLR TI
INC R0
；取下一个数
DJNZ R7，SEND
RET
9
8
+5V
将RAM缓冲区30H、31H的内容经串行口由74LS164并行输出。
解：对应子程序如下：
START: MOV R7，#02H
；设置要发送的字节个数
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Ａｂｓ ｒ ｔ Ｓ ｒａ Ｃｏｍｍ ｕ ｃ ｔ ｉ ｉ ｌ ｕ ｅ ｉ ｉ ｉ ｏ ｍ ｕ ｃ ｔｏ ａ ｍ ｉｔ ｒ ｃ ｔ ａｃ ： ｅ ｉｌ ｎｉａｉ ｏｎ ｓ ｗ ｄｅｙ ｓ ｄ ｎ ｃｖ ｃ ｍ ｌ ｎｉａ ｎ ｎｄ ｉ ｌ ａ ｙ ｏｍ ｍ ｕｎ ｃ ｔｏ ｆｅｄｓ ｎ ｔ ｓ ｒａ ｉ ｉａｉ ｎ ｉ ｌ ，ａ ｄ ｈｅ ｅｉ ｌ ｉ ｅ ｆｃ ｓｌｃ ｎ ｏ ｓｏｒ ｏ ｔ ｅ ｅ ｉ ｇ ｓ ｒａ ｒｓ ａ ｅ ｎｅ ｄ ｄ ｔ ｅ ｔｔ ｅ ｕｉｅ ｅ ｓ ｎｔｒａ ｅ ｉ ａ ｋ ｉ ｐｒ ｃｅｓ ．ｓ ｈｅ ｘｔｎｄ ｎ ｅ ｌ ｐｏ ｔ ｒ ｅ ｅ ｏ ｍ ｅ ｈｅ ｒ ｑ ｒ ｍ ｎｔ．Ｔｈｅ ｐａ ｒ ｉ ｒ ｕｃ ｓ ｓｓｅ ｓ ｉ ｐｅ ｎｔｏｄ ｅ ｙ ｔｍ ｄｅｉ ｇｎ ｂ ｓ ｄ ｏｎ ＳＰＩ ｈ ｎ ｈ ｔｕｃ ｕ ｅ ｏ ｒ ａｅ ｈｅ ｄ ｓｇ ｏｆｓ ｔ ｒ ｒ ｅ ｃｅ ｎ ｔｉ，ａ ｏｃ ｉ ｈｅ ｐ ｏ ｌｍ ｓｏ ｃ ｒｉ ｎ ａｅ ，ｔ ｅ ｔ ｅ ｓｒ ｔ ｒ ｆｈａｄｗ ｒ ，ｔ ｅ ｉｎ ｏｆｗａ ｅ ａ ｅ ｄ ｐｉｔｄ ｉ ｄｅａｌ ｎｄ ｆ ｕｓｎｇ ｏｎ ｔ ｒ ｂ ｅ ｃ ｕ ｒｎｇ ｉ ｔ ｅ ｉ ．Ｔｈｅｔ ｓ ｅｕｌ ｓ ｗ ｓｔ ｔｔ ｅ ｉｎ ａ ｓｔｓ ｔ ｅ ｕｉｅ ｅ ｏ ｒｎｓ ｓｉ ｎ ｏ ｅｉ ａａ ａ ｓｒ ｌ ｂｅ ｐｅ ｏ ｍ ａ ｅ． ｈｅ ｄ ｓｇ ｎ ｅｔｒ ｓ ｔ ｈｏ ｈａ ｈｅ ｄ ｓｇ ｃ ｎ ａｉｆ ｈｅ ｒ ｑ ｒ ｍ ｎｔｆｒｔａ ｍｉｓｏ ｆｓｒａ ｄ ｔ ｎｄ ｈａ ｅｉ ｌ ｒ ｒ ｎｃ ｙ ｌ ａ ｆ
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计 算 机 与 网 络 创 新 生 活
基 于 串行 外 设 接 口实现 扩展 串 口的设 计
贾香 娥 王 军
（ 中国 电子科技 集 团公 司第五 十 四研 究 所 河北 石 家庄 ００ ８ ） ５ ０１
【 要】 摘 针对 串口在通信 和军事等领域应用广泛 ， 处理 器 串口较 少 ， 出了处理器扩展 串口的需） ２个 串 行 管 理 控 制 器 （ ＭＣ） 一 个 Ｓ Ｉ Ｓ ， Ｓ ， Ｐ 及
一
个 ＩＣ 接 口 。 ２ ＭＰ ６ Ｃ８ ０的 Ｓ Ｉ 口 是 由 发 送 器 、 收 器 、 立 的 波 特 率 Ｐ 接 接 独
较 多 ． 开 发 工 作 量 、 件 成 本 、 靠 性 、 标 存 在 ～定 差 异 。 但 硬 可 指
基 于 串行 外 设 接 口 （Ｐ ） 行 串 口扩 展 ， 部 控 制 少 ， Ｓ Ｉ进 外 应
发 生 器 和 控 制 单 元 组 成 ， 括 主 ／ ２种 模 式 ， 有 Ｉ０ 资 源 包 从 具 ／ 占用 少 、 议 实 现 简 单 、 输 速 度 快 、 够 同 时收 发信 息 、 持 协 传 能 支 绝 大 部 分 处 理 器 芯 片 等 优 点 ， 一 种 高 速 的全 双 工 、 步 的 通 是 同 信 总 线 ， 且 在 芯 片 的管 脚 上 只 占 用 ４根 线 ， 约 了 芯 片 的 管 并 节 脚 ， 时为 Ｐ 同 ＣＢ 的 布 局 上 节 约 了 空 间 ， 持 闪线 的 全 双 工 、 支 同
Ｋｅ ｒ ｓ ｅ ｔｎ ｉ ｇ ｓ ｒ ｏ ｔ； ｒ ｃ ｓ ｒ ｅ ｔｎ ｉ ｇ ｃ ｉ ； ｏ ｃ ａ ｔ ｙ ｗｏ ｄ ： ｘ ｅ ｄｎ ｅｉ ｐ ｒ ｐ ｏ ｅｓ ； ｘ ｅ ｄ ｎ ｈｐ ｆ ｗ ｈ ｒ ｌ ａ ｓ ｏ ｌ
１引 言
串行 通 信 传 送 速 度 相 对 较 慢 ， 是 传 送 成 本 低 ， 足 够 的 但 有 带 宽 实现 网络 管 理 和 控 制 ， 且没 有 过 于 复 杂 的 编 解 码 ， 现 并 实
中图分类号 ：Ｔ ３ １ 文 献标识码 ： 文章 编号： ０ ８ １ ３ （０ １ １— ３ ：Ｐ １ Ａ １ ０— ７ ９ ２ １） ４ ５ — ３
Ｄｅ ｉ ｎ ｏ ｔ ｎ ｉ ｇ Ｓ ｒａ ｒ ｓ Ｂａ ｅ ｎ Ｓ ｒ ａ ｒｐ ｅ ａ ｎ ｅ ｆ ｃ ｓｇ ｎ Ｅｘ ｅ ｄ ｎ ｅ ｉ ｌ Ｐｏ ｔ ｓ ｄ ｏ ｅ ｉ ｌ Ｐｅ ｉ ｈ ｒ ｌＩ ｔ ｒ ａ ｅ
Ｓ Ｉ总 线 包 含 四 条 线 ： 行 时 钟 （ＣＫ） 主 输 出 从 输 入 （ ＯＳ） Ｐ 串 Ｓ ， Ｍ Ｉ，
主 输 入 从 输 出 （ ＩＯ） 从 设 备 选 择 （Ｓ 。 Ｍ Ｓ ， Ｓ ） ＭＰ ６ Ｃ８ ０芯 片 是 Ｍｏ ｏｏａ公 司生 产 的 一 种 集 成 功 能 强 大 ｔｒ ｌ 的 Ｐ ｗｅＰ 的处 理 器 。ＭＰ ６ ｏ ｒＣ Ｃ８ ０处 理 器 由 Ｐ ｗｅＰＣ核 心 、 ｏ ｒ 系 统 接 口部 件 与 通 信 处 理 模 块 （ Ｍ ） 成 。 Ｍ 支 持 ４个 串行 ＣＰ 构 ＣＰ
自定 义 的 协议 也 不 复 杂 ． 而 在 工 业 自 动化 、 信 和 军 事 等 领 因 通 域 的 应 用 十 分 广泛 。一般 处 理 器 提 供 ２ ３ 串行 通 信 口 ， 需 、个 当
要 与 多 台 设 备 通 信 时 ． 要 进 行 串 口 扩 展 。串 口 扩 展 的 方 案 比 需
接 口实现扩展 串口的总体设 计， 然后从设计 的硬 件组成 、 原理组成框 图、 硬件 设计 、 软件设计 等方面进行 了详 细的描 述 ， 重点介 绍 了设 计 中需要 解决的 问题。设计完成后经测试证 明， 完全满足 串行数据传输 的要 求， 能可 靠。 性 【 关键词】扩展 串口 处理 器 扩展 芯片 软件 流程 图