UART多串口扩展器SP2349及其应用_王鹏

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spi、ic、is、uart、can、sdio、gpio的介绍

SPI、I2C、I2S、UART、GPIO、SDIO、CAN的介绍，各自的特点是什么？SPI：SPI(SerialPeripheralInterface)是MOTOROLA公司提出的同步串行总线方式。

高速同步串行口。

3～4线接口，收发独立、可同步进行.因其硬件功能强大而被广泛应用。

在单片机组成的智能仪器和测控系统中。

如果对速度要求不高,采用SPI 总线模式是个不错的选择。

它可以节省I/O端口,提高外设的数目和系统的性能。

标准SPI总线由四根线组成：串行时钟线(SCK)、主机输入/从机输出线(MISO)。

主机输出/从机输入线(MOSI)和片选信号(CS)。

有的SPI接口芯片带有中断信号线或没有MOSI。

SPI总线由三条信号线组成：串行时钟(SCLK)、串行数据输出(SDO)、串行数据输入(SDI)。

SPI总线可以实现多个SPI设备互相连接。

提供SPI串行时钟的SPI设备为SPI主机或主设备(Master)，其他设备为SPI从机或从设备(Slave)。

主从设备间可以实现全双工通信，当有多个从设备时，还可以增加一条从设备选择线。

如果用通用IO口模拟SPI总线，必须要有一个输出口(SDO)，一个输入口(SDI)，另一个口则视实现的设备类型而定，如果要实现主从设备，则需输入输出口，若只实现主设备，则需输出口即可，若只实现从设备，则只需输入口即可。

I2C:(Inter－IntegratedCircuit)总线是一种由PHILIPS公司开发的两线式串行总线，用于连接微控制器及其外围设备.I2C总线用两条线(SDA和SCL)在总线和装置之间传递信息，在微控制器和外部设备之间进行串行通讯或在主设备和从设备之间的双向数据传送。

I2C是OD输出的，大部分I2C都是2线的（时钟和数据），一般用来传输控制信号。

I2C是多主控总线，所以任何一个设备都能像主控器一样工作，并控制总线。

总线上每一个设备都有一个独一无二的地址，根据设备它们自己的能力，它们可以作为发射器或接收器工作。

uart的概念及工作原理

uart的概念及工作原理嗨，朋友！今天咱们来唠唠UART这个超有趣的东西。

UART呢，它的大名是通用异步收发传输器（Universal AsynchronousReceiver/Transmitter）。

你可以把它想象成一个超级小邮差，在电子设备的世界里跑来跑去传递信息呢。

UART主要是用来做串口通信的。

啥叫串口通信呀？就好比是两个人之间通过一根线来聊天，只不过这根线是在电子设备里哦。

它不像咱们平常聊天，可以同时说好多话，它是一个字一个字地来传递信息的，就像古代的飞鸽传书，一只鸽子只能带一封信。

那UART的工作原理就像是一场精心编排的小舞蹈。

在发送端，设备就像一个小作家，先把要发送的数据按照一定的规则打包。

这个规则可有趣啦，它会给数据加上一些小标记，就像我们写信的时候，要写上收信人的地址、姓名一样。

比如说，它会有一个起始位，这个起始位就像是一声响亮的“嗨，我要开始发消息啦”，告诉接收端“注意啦，有消息来咯”。

然后呢，就是真正的数据位，这就是我们要传递的内容啦，可能是一个数字，可能是一个字母对应的编码。

接着，还有可能有校验位，这个校验位就像是一个小保镖，检查一下数据在传递过程中有没有被调皮捣蛋的家伙弄乱。

还有停止位，这就相当于说完话后的一个小句号，告诉接收端“我说完啦”。

在接收端呢，就像一个耐心的小读者。

它一直在那儿等着起始位这个小信号，一旦听到了“嗨，我要开始发消息啦”，就立马精神起来，开始按照规则去解读后面的数据位、校验位。

如果校验位发现数据有点小问题，就像发现信上的字有点模糊不清，那接收端可能就会要求发送端重新发一次。

等读完了所有的内容，看到停止位这个小句号，就知道这个消息接收完啦。

你看，UART是不是很像一个小小的通信世界呢？它在很多地方都发挥着大作用。

比如说，我们的电脑和一些老的设备连接的时候，像以前那种很经典的打印机，可能就是通过UART来通信的。

电脑就像一个大老板，把要打印的文件内容一个字一个字地通过UART这个小邮差传给打印机这个小员工，打印机呢，就乖乖地按照收到的内容把文件打印出来。

基于ARM9的车载智能终端多串口扩展设计与应用

设计出基于ＡＲＭ９处理器的车载智能终端多串口扩展通讯的优化方案。
一，难以适应车载ＧＰＳ系统发展的要求。基于上述情况，笔者在车载智能终端的研究中选择了运算能力强、兼容性和可扩展性好的ＡＲＭ９处理器作为核心器件，并利用嵌入式操作系
统管理各功能模块。该车载终端具备实时定位监控、多媒体网络、无线上网等多种功能。开发时ＡＲＭ９处理器需通过串口
软件设计时，在应用程序与ＧＭ８１２５串口芯片的中断驱动之间加入一个缓冲区，对５个子串口划分相应的子缓冲区，主机读寄存器各标志位ｆｌａｇ的值确定是否向相应的子串口发送数据或接收子串口发送的数据．这样主机不需要直接对各子串
口中断进行操作，提高了程序运行的速率。系统软件结构框图
如图２所示。
的ＭＳ相连，用于对ＭＳ的控制，选择ＧＭ８１２５的工作模式，ｎＧＣＳＩ与ＧＭ８１２５的ＲＳＴ连接，通过对其输入低电平信号实
‘１’表明有数据存人，再通过ＴＩ是否为‘１’判断发送还是接收数据，若ＴＩ＝１说明有数据发送，控制ＳＴＡＤＤ２～０的状态选择希望发送数据的子串并置ＴＩ＝０；若ＴＩ不为‘１’说明有
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UART多串口扩展器SP2338DP及其应用

UART 多串口扩展器 SP2338DP 及其应用摘要 2338 是一种新颖的串口扩展器，可将一个高波特率的扩展为 3 个，解决了普通单片机串口太少的问题。

文中给出该器件的主要特性、引脚说明及应用说明，并以 8952 单片机为例给出多串口扩展应用电路及相应软件。

关键词串口扩展单片机 1 概述当前，以单片机为核心构成的智能化测控系统及电子产品不断涌现，为了满足数字化及智能化要求，许多外围电路功能模块、部件、器件及传感器也具备了串口通信功能。

而现阶段的 8 位、16 位、32 位单片机却大部分仅提供一个串口，这样就很难满足系统中一方面要与具有功能的串口部件通信，另一方面又要与上位机通信的要求。

利用 2338 多串口扩展器，可很好地解决此问题。

2 工作特性 2338 是采用低功耗工艺设计的多串口扩展芯片。

该器件可将一个高波特率的串口扩展为 3 个较高波特率的串口，从而为系统需要多个串口时提供了很好的解决方案。

该器件的主要特性如下*可将 1 个串口扩展为 3 个串口。

*全双工异步工作 4 个串口都为全双工异步工作模式。

*高工作速度 1200——9600 可由晶振频率设定任意非标准波特率。

*波特率设置简单不需软件设置，只需更改输入时钟频率即可。

*波特率误差小每个串口的数据输出波特率误差小于 025 *接收波特率范围宽要求每个串口数据波特率小于 25 即可。

*数据传输误码率极低小于 10-9 接收的数据波特率误差小于 2 时。

*具有节电模式进入节电模式后典型静态电流为 05μ *可自动唤醒任意串口的接收端有数据出现时自动唤醒。

*宽工作电源电压 24——55 *低工作电流典型工作电流为 44 3 封装及引脚说明该器件具有、和多种封装形式。

下面以封装形式为例，给出元件的封装及引脚排列，如图 1 所示。

引脚功能及说明见表 1 表 12338 引脚功能名称编号类型描述 018 串口 3 接收数据地址线 0117 串口 3 接收数据地址线 101 串口 3 发送数据地址线 012 串口 3 发送数据地址线 108 串口 0 数据接收 09 串口 0 数据发送 111 串口 1 数据接收 110 串口 1 数据发送 213 串口 2 数据接收 212 串口 2 数据发送 36 串口 3 数据接收 37 串口 3 数据发送 16 时钟输入 15 时钟输出 3,4,14-正电源 5-地 4 应用说明 2338 在使用时应遵循以下原则 ①2338 适用于串行数据为 8 位的应用领域如数据位 7 为位，可选用 2337 器件； ②串口 0——2 为较高波特率的串口子串口。

uart一对多通信的方法

uart一对多通信的方法（原创实用版4篇）目录（篇1）1.UART 概述2.一对多通信的原理3.一对多通信的实现方法4.一对多通信的应用场景5.总结正文（篇1）1.UART 概述UART（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，通用异步接收/发送器）是一种广泛应用于电子设备中的串行通信接口。

它可以将数据从并行转换为串行，以便在通信线路上进行传输。

UART具有全双工通信能力，可以同时进行发送和接收数据。

2.一对多通信的原理一对多通信是指一个发送端与多个接收端之间的通信方式。

在这种通信方式中，发送端将数据发送到公共的通信线路上，多个接收端可以从通信线路上接收数据。

为了实现有效的一对多通信，需要采用一些特殊的通信技巧。

3.一对多通信的实现方法一对多通信的实现方法主要包括以下几种：（1）广播通信：发送端将数据通过广播方式发送到通信线路上，所有接收端都可以接收到相同的数据。

（2）多址通信：发送端通过特定的地址码来指定接收端，只有具有正确地址码的接收端才能接收到数据。

（3）时分复用：发送端和接收端之间通过时间片轮流传输数据，从而实现一对多通信。

4.一对多通信的应用场景一对多通信在实际应用中具有广泛的应用场景，例如：（1）无线通信：如蓝牙、Wi-Fi 等无线通信技术，可以实现一对多通信，方便多个设备之间的数据传输。

（2）数据广播：在数据广播系统中，一个发送端可以向多个接收端发送相同的数据，如股票行情、天气预报等。

（3）智能家居：在家庭网络中，一个控制中心可以向多个智能家居设备发送指令，实现集中控制。

5.总结UART 作为一种通用的串行通信接口，可以实现一对多通信。

通过广播通信、多址通信和时分复用等方法，可以满足不同场景下的通信需求。

目录（篇2）1.UART 概述2.一对多通信的挑战3.UART 一对多通信的方法4.常见应用场景5.优缺点分析正文（篇2）一、UART 概述UART（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，通用异步收发器）是一种广泛应用于电子设备中的串行通信接口。

UART多串口扩展器SP2338DP及其应用

UART多串口扩展器SP2338DP及其应用UART多串口扩展器SP2338DP及其应用摘要：SP2338DP是一种新颖的串口扩展器，可将一个高波特率的UART扩展为3个，解决了普通单片机UART串口太少的问题。

文中给出该器件的主要特性、引脚说明及应用说明，并以AT89C52单片机为例给出多串口扩展应用电路及相应软件。

关键词：UART串口扩展单片机1概述当前，以单片机为核心构成的智能化测控系统及电子产品不断涌现，为了满足数字化及智能化要求，许多外围电路功能模块、部件、器件及传感器也具备了UART串口通信功能。

而现阶段的8位、16位、32位单片机却大部分仅提供一个UART串口，这样就很难满足系统中一方面要与具有UART功能的串口部件通信，另一方面又要与上位机通信的要求。

利用SP2338DP多串口扩展器，可很好地解决此问题。

2工作特性SP2338DP是采用低功耗CMOS工艺设计的UART多串口扩展芯片。

该器件可将一个高波特率的UART串口扩展为3个较高波特率的UART串口，从而为系统需要多个串口时提供了很好的解决方案。

该器件的主要特性如下：*可将1个UART串口扩展为3个UART串口。

*全双工异步工作：4个UART串口都为全双工异步工作模式。

*高工作速度：1200——9600b/s（可由晶振频率设定任意非标准波特率）。

*波特率设置简单：不需软件设置，只需更改输入时钟频率即可。

*波特率误差小：每个串口的数据输出波特率误差小于0.25%.*接收波特率范围宽：要求每个串口数据波特率小于2.5%即可。

*数据传输误码率极低：小于10-9（接收的数据波特率误差小于2%时）。

*具有节电模式：进入节电模式后典型静态电流为0.5μA.*可自动唤醒：任意串口的接收端有数据出现时自动唤醒。

*宽工作电源电压：2.4——5.5V.*低工作电流：典型工作电流为4.4mA.3封装及引脚说明该器件具有DIP、SOIC和SSOP多种封装形式。

UART串行扩展接口应用实例

UART串行扩展接口应用实例UART（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter）：通用异步收发器，既能同步又能异步通信的硬件电路称为UART。

UART是用于掌握计算机与串行设备的芯片，它供应了RS-232C数据终端设备接口，这样计算机就可以和调制解调器或其他使用RS-232C接口的串行设备通信了。

80C51的串行通信口是一个功能强大的通信口，而且是相当好用的通信口。

用于显示驱动电路特别合适，下面我们就依据这种需要用两个串行通信口线加上两根一般I/O口线，设计一个4位LED显示电路。

当然只要再加上两根I/O口线即可轻易实现8位LED显示电路。

例1：如图1所示的电原理图，利用74LS164串行输入并行输出芯片作一个简洁的电子钟，要求四个数码管显示时钟；其中LED1显示小时的十位，LED2显示小时的个位，LED3显示分钟的十位，LED4显示分钟的个位。

图1 串行动态LED扫描电路解：采纳单片机的串行口输出字形码，用74LS164和74LS139作为扩展芯片。

74LS164的功能是将80C51串行通信口输出的串行数据译码并在其并口线上输出，从而驱动LED 数码管。

74LS139是一个双2-4线译码器，它将单片机输出的地址信号译码后动态驱动相应的LED。

因74LS139电流驱动力量较小，故用末级驱动三极管9013作为地址驱动。

将4只LED的字段位都连在一起，它们的公共端则由74LS139分时选通，这样任何一个时刻，都只有一位LED在点亮，也即动态扫描显示方式，其优点使用串行口进行LED通信程序编写相当简洁，用户只需将需显示的数据直接送串口发送缓冲器，等待串行发送完毕标志位即可。

参考程序如下：上面是一个简洁的动态扫描程序，假如再利用上第6章的定时器就可做成一个完整的电子钟，四个数码管显示为00：00这种形式。

在本例中冒号就不显示出来了，分别用20H、21H 、22H、23H地址在放时间的时钟的十位、时钟的个位、分钟的十位、分钟的个位。

串口扩展方案

串口扩展方案在现代技术应用中，串口通信是一种非常重要的通信方式之一。

串口通信通过串口线连接设备，可以实现设备之间的数据传输和通信。

然而，在某些情况下，单个串口的数量可能无法满足需求，这时候就需要考虑串口扩展方案。

串口扩展方案是指通过一定的硬件和软件设计来扩展串口的数量，以满足特定应用场景的需要。

串口扩展方案通常包括硬件层面和软件层面两部分。

在硬件层面上，串口扩展方案通常需要使用串口扩展芯片或模块。

这些芯片或模块可以提供额外的串口接口，从而增加系统的串口数量。

常见的串口扩展芯片或模块有UART（通用异步收发器）、USB转串口模块、PCIe串口卡等。

这些设备通常具有多个串口接口，可以通过连接到主机来实现串口的扩展。

在软件层面上，串口扩展方案通常需要开发相应的驱动程序或库。

这些驱动程序或库可以与操作系统进行交互，实现对串口扩展设备的控制和数据传输。

同时，还需要开发相应的应用程序，以实现对扩展串口的应用和管理。

在软件层面上，串口扩展方案还可以利用现有的串口通信协议和通信方式，对扩展串口进行配置和控制。

串口扩展方案的应用非常广泛。

例如，在工业自动化领域，需要对多个设备进行串口通信，以实现设备之间的数据传输和控制。

串口扩展方案可以通过增加串口接口，使得多个设备可以同时进行串口通信，提高工作效率和通信质量。

此外，在物联网领域，需要对多个传感器进行数据采集和通信，串口扩展方案可以通过增加串口接口，方便传感器与终端设备之间的数据交互。

然而，串口扩展方案也存在一些挑战和考虑因素。

首先，需要根据实际需求选择合适的串口扩展设备。

不同的设备有不同的接口和性能特点，需要根据具体需求进行选择。

其次，在开发软件层面时，需要考虑兼容性和稳定性问题。

在不同的操作系统和平台上，可能需要针对不同的硬件和接口进行相应的驱动程序和应用程序的开发。

总之，串口扩展方案是一种有效的手段来满足特定应用场景下的串口需求。

通过合理选择硬件设备和开发相应的软件，可以实现串口的扩展和应用。

串口扩展芯片选型和方案介绍

WK系列通用异步串口UART产品产品介绍：WK提供目前业界收发缓存最大、接口最全、尺寸最小的高性价比UART 器件，芯片内置多种总线数据转换处理协议，为工业和便携设备等嵌入式系统提供先进的串口扩展器件。

产品特点:}接口最全：--WK系列UART产品主接口支持UART、I2C、SPI、8位并行总线可选--业内独创通过标准三线UART串口扩展UART技术。

}收发缓存最大：--每个扩展串口具备256级收发独立FIFO--支持超时中断和任意可设置FIFO触发点中断--防止串口通信数据溢出，减少CPU响应中断次数---有效提高基于嵌入式OS系统中串口通信的实时性和可靠性。

}封装最小：--系列产品采用SSOP16/20，QFP44，QFN24/32封装--WK2204采用4*4mm的QFN24封装，为业界最小的4通道低电压UART --WK2166为QFP44封装，为业界最小的工业级宽电压4通道UART}主接口特性：--UART接口：波特率自适应技术，最高速率2Mbps,支持16字节连续收发；--SPI接口：从模式，最高速率10Mbps，支持256字节连续收发；--IIC接口：从模式，最高速率1Mpbs，支持16字节连续收发--8位并口：标准8位总线模式，最高速率10MBps,仅占用2个地址空间}扩展串口特性：--系列产品支持2-4个扩展标准串口可选--每个扩展串口波特率、字长、校验格式可以独立设置，并可单独软件复位；--扩展串口最高通信速率可达2Mbps；--扩展串口可以支持RS485自动收发，自动485网络地址识别；--可设置为SIR标准的IrDA红外通信模式，速率可达115.2kbps。

}设计资源和支持：--Linux/Android 系统级串口驱动，参考源代码--8051，STM32 应用参考源代码--EVB开发评估板产品应用：l移动便携设备：行业PDA、行业平板、移动收款机、便携数据采集终端l工业控制：串口服务器、自动化现场控制、POS机、工业机器人，无人机l仪器仪表：智能仪表、AMR远传抄表设备、工业/医疗采集仪器l通信设备：工业网络通信设备、串行基站控制器、串行通信终端l汽车电子：车载导航系统、停车管理系统、汽车安全行驶记录仪（黑匣子）l智能硬件：智能家居控制设备、可穿戴采集设备、智能安防，智能家电产品选型：WK21系列宽电压产品系列，工作电压2.5-5.0V ，适合工业级应用。

串口扩展SP2339_SP2349

第页共 21页SP2339/SP2349数据手册版本编号V2.11 概述SP2339/SP2349以下简称为SP23X9系在原有SP2328/SP2338以下简称为SP23X8基础上广泛采纳客户建议历经近两年时间开发而成可将任意8位16位及32位嵌入式单片机如MCS-51MSP430ARM PowerPC 等原有的一个全双工串口UART扩展为三个全双子工串口子串口波特率可软件设置即让普通单串口单片机实现标准三串口单片机功能或让双串口单片机实现六串口单片机功能甚至可直接用于扩展PC 机笔记本电脑的RS232串行口与其它多串口扩展方案相比包括多串口单片机SP23X9有如下特点! 不必购买学习新的开发工具利用原有仿真器和编程器即可 ! 使用简单采用独创的所见即所得的设置方法设置芯片的所有工作模式 ! 占用资源少不占用宝贵的外部中断资源仅复用已有的串口中断资源 ! 接口简单仅占用单片机4条输入/输出控制线I/O! 看门狗输出可取代上位机外挂的看门狗监控IC 监控上位机程序运行 ! 睡眠功能降低系统功耗提高系统抗干扰性能! 免费提供经过优化的底层驱动软件包有编程经验的用户可在1~2小时内完成SP23X9的所有设计大幅降低研发成本并加快产品上市与SP2328/SP2338相比SP23X9具有更多的功能和特点! 子串口波特率最高可达115.2Kbps! 可由软件设置子串口波特率三个子串口波特率可独立软件设置! 可由软件关闭一个子串口另外一个子串口波特率可加倍 ! 可由软件设置为10位或11位数据格式用于奇偶效验或多机通信 ! 保留上位机唤醒取消子串口唤醒可提高系统可靠性简化设计 !所有串口波特率误差<0.1%! 看门狗输出取代上位机外挂的看门狗监控IC 大幅降低生产成本 ! 抗干扰性能更好! 向下兼容SP2328/SP2338原有的复位和睡眠指令第页共 21页SP2328SP2338SP2339SP2349性能对照表表175~57.6Kbps 自适应75~115.2Kbps 自适应最高三串口模式最高子串口发数据收收发数据收发数据第页共 21页2 特性! 宽工作电压3.0V~5.5V ! 低工作电流典型电流6.5mA子串口波特率19200bps VCC=5.0V! 宽工作速率75Bps~115.2Kbps! 使用极简单独创所见即所得的指令设置法见指令表第6页! 全双工工作全双工10位及11位数据格式! 可节电模式进入节电模式后典型静态电流约0.5uA ! 可自动唤醒由上位机主动唤醒! 看门狗输出监控上位机程序运行上位机死机后可自动复位 ! 输出误差小所有串口的数据输出波特率误差都小于0.1%! 接收范围宽每个串口的数据波特率误差小于3.0%即可正确接收 ! 误码率极低小于109(接收的数据波特率误差小于2.0%时)3应用领域! 数据采集 ! 工业控制 !仪器仪表 ! 税控加油机 ! 商业税控机 ! 商业POS机! 安防控制设备! 车载GPS GPRS 系统 ! 工业MODEM 阵列 ! GSP 卫星定位导航 ! 有线及无线数据传输 ! 基于PC 机的多串口卡! 水电气表抄表系统! 其他对可靠性成本开发周期有严格要求的应用第页共 21页4 管脚说明12 17 3 16 4 15 5 14 6 13 7 12 811 9 10图1 DIP 及SOIC 脚位图管脚说明表2管脚名称管脚编号管脚类型管脚注释ADRO0 1 Out 地址0输出 (连接上位机输入地址0) ADRO1 2 Out 地址1输出 (连接上位机输入地址1) RST_O 3 Out 接上位机RESET 未使用时悬空N C4---可接VCC 为了向后兼容建议接GNDGND 5 --- 电源地建议与VCC 间接0.1uF 电容 RX0 6 In 子串口0接收输入内部已弱上拉 TX0 7 Out 子串口0发送输出未使用时悬空 RX1 8 In 子串口1接收输入内部已弱上拉 TX1 9 Out 子串口1发送输出未使用时悬空 TX2 10 Out 子串口2发送输出未使用时悬空 RX2 11 In 子串口2接收输入内部已弱上拉 TX3 12 Out 母串口3发送输出未使用时悬空第页共 21页管脚名称管脚编号管脚类型管脚描述RX3 13 In母串口3接收输入内部已弱上拉VCC 14 ---电源建议与GND间接0.1uF电容OSCO 15 Out时钟输出建议振荡电容16~22pF OSCI 16 In时钟输入建议振荡电容16~22pF ADRI1 17 In 地址1输入 (连接上位机输出地址1) ADRI0 18 In 地址0输入 (连接上位机输出地址0)5设计选型SP23X9 X XX XA B C D设计选型表3代码内容A SP2339单串口模式下高达57.6Kbps双串口模式下高达19.2Kbps三串口模式下高达9.6KbpsSP2349单串口模式下高达115.2Kbps双串口模式下高达38.4Kbps三串口模式下高达19.2KbpsB H看门狗溢出时RST_O输出高脉冲电平用于需高电平复位的单片机系统如AT89C51说明使用时需在RST_O和VCC之间连接47 KΩ~62KΩ电阻未使用不接电阻悬空即可L看门狗溢出时RST_O输出低脉冲电平用于需低电平复位的单片机系统如MSP430系列说明使用时需在RST_O 和GND之间连接47 KΩ~62KΩ电阻未使用不接电阻悬空即可C DP双列直插DIP SO表面贴装SOICD C商业级工作温度0°C ~70°C I 工业级工作温度-40°C ~85°C第页共 21页SP2339/SP2349指令对照表表4序号指令名称命令字指令描述01 Nop 0x00空指令类似程序中的空指令可用于匹配母串口和子串口波特率同步 02 Reset 0x01 复位指令复位所有设置到上电初始状态 03 Sleep 0x02 睡眠指令强制进入睡眠模式04 En_wdt 0x03 看门狗使能可用于监控上位机程序运行状况 05 Dis_wdt 0x04 看门狗禁止禁止看门狗工作06 Clr_wdt 0x05喂狗指令上位机通过该指令喂狗喂狗时间间隔要求不大于550mS 07 En_10bit 0x06 使能数据帧格式为10Bit08 En_11bit 0x07 使能数据帧格式为: 11Bit 奇偶效验多机通信 09 P3_P0 0x0C单串口模式0关闭串口1串口2串口0工作波特率高达115.2Kbps SP234910 P3_P1 0x0D单串口模式1关闭串口0串口2串口1工作波特率高达115.2Kbps SP234911 P3_P2 0x0E单串口模式2关闭串口0串口1串口2工作波特率高达115.2Kbps SP2349 12 P0＊2_CP1 0x13 串口0倍频串口0波特率加倍并关闭串口1 13P1＊2_CP00x14 串口1倍频串口1波特率加倍并关闭串口014 P0Div1 0x19 串口0波特率1分频即分频系数为1 15 P0Div2 0x1A 串口0波特率2分频即分频系数为2 16 P0Div4 0x1B 串口0波特率4分频即分频系数为4 17 P0Div8 0x1C 串口0波特率8分频即分频系数为8 18 P0Div16 0x1D 串口0波特率16分频即分频系数为16第页共 21页序号指令名称命令字指令描述19 P1Div1 0x1E 串口1波特率1分频即分频系数为1 20 P1Div2 0x1F 串口1波特率2分频即分频系数为2 21 P1Div4 0x20 串口1波特率4分频即分频系数为4 22 P1Div8 0x21 串口1波特率8分频即分频系数为8 23 P1Div16 0x22 串口1波特率16分频即分频系数为16 24 P2Div1 0x23 串口2波特率1分频即分频系数为1 25 P2Div2 0x24 串口2波特率2分频即分频系数为2 26 P2Div4 0x25 串口2波特率4分频即分频系数为4 27 P2Div8 0x26 串口2波特率8分频即分频系数为8 28 P2Div16 0x27 串口2波特率16分频即分频系数为16 29 Reset 0x35 向下兼容SP2328/SP2338相关指令 30 Sleep 0x55 向下兼容SP2328/SP2338相关指令 31 Reset 0xB5 向下兼容SP2328/SP2338相关指令 32 Sleep 0xD5 向下兼容SP2328/SP2338相关指令 33 --- --- 其它未用命令字为保留字严禁使用6 指令说明注必须先置ADRI 0ADRI 1两位地址为1即选中母串口地址发送的数据才是相应的指令否则将视为普通子串口数据 !Nop命令字0x00类似程序中的空指令母串口接收到命令字0x00将不进行任何操作主要用于匹配母串口和子串口波特率例假如母串口波特率为4800Bps 子串口0为1200 Bps 从时间关系讲意味着上位机向母串口连续发送四个字节子串口0才能发送完一个字第页共 21页节为了保证子串口0不丢失数据上位机可先向串口0发送一个字节数据然后连续发送三条Nop 指令接着上位机可继续向子串口0发送下一个字节数据由此就可保证子串口0不会丢失所发送的数据如果向串口0发送数据时也需向串口1和串口2发送数据则可先分别向每个子串口发送一个字节数据然后再发送一条Nop 指令相对于任何一个子串口而言母串口任何时候连续接收到的四个字节数据中最多有一个字节是送到该串口的这样就保证了任何子串口都不会丢失所发送的数据如果母串口和子串口的波特率是其它倍数关系可按照上面的处理原则进行相应处理在此建议直接使用免费提供的函数包不但可减少对单片机资源的占用更能提高开发效率降低开发成本/download/!Reset命令字0x010x350xB5向下兼容SP23X8复位SP23X9内部所有设置恢复到上电时默认状态数据帧格式为10位一位起始位八位数据位一位停止位三个子串口同时开启且分频系数都为1看门狗禁止该指令可简化上位机程序设计任何时候需要期望的设置都可先Reset再进行相应设置即可注部分用户担心发送到子串口的数据中如果含有0x01将导致SP23X9复位答案是肯定的因为发送到子串口的0x01和发送Reset 即命令字0x01的地址是完全不同的地址 !Sleep命令字0x020x550xD5向下兼容SP23X8强制SP23X9进入睡眠模式所有芯片在睡眠模式下不但可以降低系统功耗更能提高系统稳定性降低上位机程序设计难度以及简化通信协议在实际应用中上位机可通过ADRO0ADRO1是否都为1来判断SP23X9是否已进入睡眠模式仅当进入睡眠模式后两位地址才会同时为1需要注意的是SP23X9与SP23X8在唤醒方式上有所区别后者采用母串口或子串口接收数据自动唤醒为防止干扰数据误唤醒在SP23X9中第页共 21页取消子串口自动唤醒功能允许上位机向任意子串口发送0xFF 自动唤醒典型唤醒时间小于10mS!En_wdt命令字0x03看门狗溢出复位使能看门狗使能后上位机必须进行喂狗操作最长喂狗时间间隔不大于550mS 否则SP23X9将认为上位机程序除错RST_O 将输出复位脉冲复位上位机如未使用RST_O则禁止执行En_wdt!Dis_wdt 命令字0x04看门狗禁止指令该指令将关闭SP23X9内部的看门狗振荡器 !Clr_wdt命令字0x05上位机喂狗指令执行En_wdt 指令后上位机必须向SP23X9喂狗最长喂狗时间间隔要求不大于550mS !En_10bit命令字0x06使能10位数据帧格式一位起始位八位数据位一位停止位该指令可让SP23X9由11位数据帧格式切换到10位数据帧格式 !En_11bit命令字0x07使能11位数据帧格式一位起始位八位数据位一位奇偶效验位一位停止位该指令可让SP23X9由10位数据帧格式切换到11位数据帧格式 !P3_P0命令字0x0C单串口模式0该模式将禁止子串口1子串口2收发数据子串口0独享母串口带宽即子串口0将以母串口相同的波特率工作模式进入流程发送P3_P0置子串口0ADRI 0ADRI1两位地址都置为0注意必须在进行数据发送前置子串口0的地址否则该指令将被视为无效SP23X9将退出该模式并回到执行该指令前的设置状态模式退出流程上位机置母串口或其它非子串口0的地址即可退出后之前所有设置保持不变包括看门狗子串口波特率数据帧格式等该模式下不用设置母串口和子串口波特率母串口和子串口0可自适应各种波特率75Bps~57600Bps@SP2339或75Bps~115200Bps@SP2349该第页共 21页模式下不管看门狗是否使能看门狗振荡器都将被强行关闭在此上位机可不必关心喂狗以及看门狗溢出等问题 ! P3_P1命令字0x0D 单串口模式1参见P3_P0 ! P3_P2命令字0x0E单串口模式2参见P3_P0!P0X2_CP1命令字0x13子串口0波特率加倍并禁止子串口1数据收发如执行指令前子串口0的波特率为9600Bps执行后波特率将变为19200Bps 该指令也可激活被禁止的子串口0P1X2_CP0将禁止子串口0工作!P1X2_CP0命令字0x14子串口1波特率加倍并禁止子串口0数据收发如执行指令前子串口1的波特率为19200Bps 执行后波特率将变为38400Bps 该指令也可激活被禁止的子串口1P0X2_CP1将禁止子串口1工作!P0Div1命令字0x19置子串口0波特率分频系数为1即公式中的n n =1该指令可激活子串口0且子串口0波特率K 0为K 0 = 1200 ﹡2 m ﹡F osc_in /n =1200 ﹡2 m ﹡F osc_in /1 =1200 ﹡2 m ﹡F osc_in 其中m = {01}上位机执行P0X2_CP1后取m=1否则m=0 F osc_in的单位为MHz 对于SP2339相应的取值范围为1.0 MHz ~8.0MHz对于SP2349相应的取值范围为2.0 MHz ~16.0MHz !P0Div2命令字0x1A置子串口0波特率分频系数为2即公式中的n 即n =2其它参见P0Div1!P0Div4命令字0x1B置子串口0波特率分频系数为4即公式中的n 即n =4其它参见P0Div1!P0Div8命令字0x1C置子串口0波特率分频系数为8即公式中的n 即n =8其它参见P0Div1!P0Div16命令字0x1D置子串口0波特率分频系数为16即公式中的n 即n =16其它参见P0Div1第页共 21页!P1Div1命令字0x1E置子串口1波特率分频系数为1即公式中的nn =1该指令可激活子串口1且子串口1波特率K 1为K 1 = 1200 ﹡2 m ﹡F osc_in /n =1200 ﹡2 m ﹡F osc_in /1 =1200 ﹡2 m ﹡F osc_in 其中m = {01}上位机执行P1X2_CP0后取m=1否则m=0 F osc_in的单位为MHz!P1Div2命令字0x1F置子串口1波特率分频系数为2即公式中的n 即n =2其它参见P1Div1!P1Div4命令字0x20置子串口1波特率分频系数为4即公式中的n 即n =4其它参见P1Div1!P1Div8命令字0x21置子串口1波特率分频系数为8即公式中的n 即n =8其它参见P1Div1!P1Div16命令字0x22置子串口1波特率分频系数为16即公式中的n 即n =16其它参见P1Div1!P2Div1命令字0x23置子串口2波特率分频系数为1即公式中的nn =1子串口2波特率K 2为K 2 = 1200 ﹡F osc_in /n =1200 ﹡F osc_in /1 =1200 ﹡F osc_inF osc_in 的单位为MHz 对于SP2339相应的取值范围为1.0 MHz ~8.0MHz 而对于SP2349相应的取值范围为2.0 MHz ~16.0MHz!P2Div2命令字0x24置子串口2波特率分频系数为2即公式中的n 即n =2其它参见P2Div1!P2Div4命令字0x25置子串口2波特率分频系数为4即公式中的n 即n =4其它参见P2Div1!P2Div8命令字0x26置子串口2波特率分频系数为8即公式中的n 即n =8其它参见P2Div1!P2Div16命令字0x27置子串口2波特率分频系数为16即公式中的n 即n =16其它参见P2Div1第页共 21页7 应用说明! SP23X9支持10位/11位数据格式允许上位机随意更改初次上电默认数据格式为10位兼容SP23X8数据格式! SP23X9母串口波特率为K3 = 4800﹡F osc_in式中的F osc_in表示SP23X9外部输入时钟计算单位为MHz例如外部输入时钟为8.0MHz 则K 3 = 4800 ﹡8.0 = 38400 Bps ! SP23X9允许上位机根据需要随意修改子串口波特率初次上电三个子串口默认分频系数都为1即三个子串口波特率都为K 0 = K 1 = K 2 = 1200 ﹡20 ﹡F osc_in /1 =1200 ﹡F osc_in 修改子串口波特率分频系数后相应各子串口波特率分别为K 0 = 1200 ﹡2 m ﹡F osc_in /n其中m 由子串口0波特率加倍控制指令P0X2_CP1决定执行该指令m 取1否则m 取n 为子串口0的分频系数 K 1 = 1200 ﹡2 m ﹡F osc_in /n其中m 由子串口1波特率加倍控制指令P1X2_CP0决定执行该指令m 取1否则m 取n 为子串口1的分频系数K 2 = 1200 ﹡F osc_in /n 其中n 为子串口2的分频系数!SP23X9初次上电默认内部看门狗振荡器关闭如未使用RST_O 则可不必理会有关看门狗的所有指令仅当En_wdt后才必须不定期喂狗最长喂狗时间间隔不大于550mS! SP23X9向下兼容SP23X8所有指令SP23X9L 可直接替换SP23X8仅更换外部晶体即可参见表4注意当涉及SP2328/SP2338Sleep相关应用SP23X9L 可能不能直接替换SP23X8请电话咨询 ! 上位机发送流程A 上位机先发送串口地址信息到ADRI 0ADRI 1以便选中希第页共21页望的串口随后将数据或者指令由上位机发出即可 B向每个子串口发送数据时应注意母串口与该子串口波特率的倍数关系注意添加必要的Nop 指令或者调用必要的延时程序子串口0发送数据延时时间计算方法K 3 *10* K 3 /K 0 秒其中K 3为母串口波特率K 0为子串口0的波特率其它子串口发送延时计算方法与此类似!上位机接收流程A上位机接收到一个字节后立即读取ADRO 1ADRO 0两条地址根据输出地址编码即可知道接收到的数据来自那个子串口即使3个子串口同时分别接收到一个字节数据上位机也不会丢失任何数据 B 建议上位机采用中断方式接收来自下位机的数据且设置串口中断为最高优先级其它中断都为次优先级或更低优先级SP2328SP2338SP2339L SP2349L 直接替换对照表表5第页共 21页8 参考电路图 2 SP23X8SP23X9直接替换电路图 3 SP23X9L/H 典型应用电路禁用WDT第页共 21页图 4 SP23X9H 典型应用电路启用WDT图 5 SP23X9L 典型应用电路启用WDT第页共 21页9 操作时序ADRI0ADRI1RX3ADRI0ADRI0ADRI1RX3图8 子串口012同时发送ADRO0图9 母串口TX3发送数据第页共 21页数据收发时序表6内容说明最小值典型值最大值 Tad 输入地址延迟时间3.4 nS--- --- Taddr_hold 输出地址保持时间 (6.8/F osc_in ) mS--- ---注F osc_in 的计算单位为MHz10 电流电压频率曲线图8.0 7.06.0 5.04.03.02.01.03.0 3.54.0 4.55.0 5.5SP2339/SP2349 电压VSP2349图10 电流电压频率关系图11 S P23X9极限参数! 工作温度0°C~70°C 或-40°C ~85°C 可选 ! 存储温度 -65°C~150°C ! 工作电压6.0V! 最大功耗0.8 W电流m A2.0MHz 4.0MHz 8.0MHz 16.0MHz第页共 21页12 直流电气特性测试温度0°C~70°C VCC=5.0V ±5%GND=0V表7内容最小值典型值最大值单位测试条件工作电压 3.0 5.5 V 输入低电平 GND 1.0 V VCC=5.0V 输入高电平3.0VCC V VCC=5.0VADRI0ADRI1输入漏电流1.0 0 +1.0 AInput pin at VCC or GND 输出口电流除OSCO 外5.0 mA VCC=5.0V RX0~RX3上拉电阻 120K ΩVCC=5.0V输出低电平 0.3 V VCC=5.0V I OL =4.0mA 输出高电平 4.7VVCC=5.0V I OH =4.0 mA输入时钟1 2.0 16.0 MHz VCC=5.0V@SP2349 输入时钟2 1.0 8.0 MHz VCC=3.0V@SP2339 OSCI 口输入低电平 GND 1.55 V VCC=5.0V OSCI 口输入高电平 3.45VCC V VCC=5.0V工作电流1 4.6 6.2 mA F osc =8.0MHzInput pin at VCCOutput pin floating 工作电流2 6.5 8.3 mA F osc =16.0MHzInput pin at VCCOutput pin floating 睡眠电流0.5 1.5 AInput pin at VCCOutput pin floating第页共 21页13 封装信息! DIP 封装图11 DIP 封装示意图Units INCHES MILLIMETERSDimension LimitsMIN NOM MAX MIN NOM MAXPitchp .100 2.54 Top to Seating Plane A .140 .155 .170 3.56 3.94 4.32 Molded Package Thickness A2 .115.130.145 2.92 3.30 3.68Base to Seating Plane A1 .015 0.38 Shoulder to Shoulder Width E .300 .313 .325 7.62 7.94 8.26 Molded Package Width E1 .240 .250 .260 6.10 6.35 6.60 Overall Length D .890 .898 .905 22.61 22.80 22.99 Tip to Seating Plane L .125 .130 .135 3.18 3.30 3.43 Lead Thickness c .008 .012 .015 0.20 0.29 0.38 Upper Lead Width B1 .045 .058 .070 1.14 1.46 1.78 Lower Lead Width B .014 .018 .022 0.36 0.46 0.56 Overall Row Spacing eB.310.370.430 7.87 9.40 10.92Mold Draft Angle Top α5 10 15 5 10 15 Mold Draft Angle Bottomβ5 10 15 5 10 15第页共21页! SOIC 封装图12 SOIC 封装示意图Units INCHES MILLIMETERS Dimension LimitsMIN NOM MAX MIN NOM MAXPitchp .050 1.27 Overall HeightA .093 .099 .104 2.362.502.64Molded Package ThicknessA2.088.091.094 2.24 2.31 2.39 Standoff A1 .004 .008 .012 0.10 0.20 0.30 Overall WidthE .394 .407 .420 10.01 10.34 10.67 Molded Package Width E1 .291 .295 .299 7.39 7.49 7.59 Overall Length D .446 .454 .462 11.33 11.53 11.73 Chamfer Distance h .010 .020 .029 0.25 0.50 0.74 Foot Length L .016.033.0500.41 0.84 1.27Foot Angle φ 0 4 8 0 4 8 Lead Thickness c .009 .011 .012 0.23 0.27 0.30 Lead WidthB .014.017.0200.36 0.42 0.51Mold Draft Angle Top α 0 12 15 0 12 15 Mold Draft Angle Bottomβ0 12 15 0 12 15第页共 21页成都视普科技有限公司 Chengdu Seper Technology Co., Ltd. 地址成都市高新区高朋大道5号中国 · 成都留学人员创业园A 座4楼邮编610041 电话028-8513808685188046转801 传真028-8513808685188046转808 网站。

vk32系列多总线uart串口扩展芯片的原理和应用

VK32系列多总线UART串口扩展芯片的原理和应用(上)2022-03-23 19:27摘要：UART以其简单可靠，抗干扰强，传输间隔远，组网方便，被认为是嵌入式系统中进展串行数据传输的最正确方式。

本文介绍了专为嵌入式系统设计的VK32系列新型多总线接口UART器件的原理及应用技术。

1．嵌入式系统中串口扩展的需求：而在嵌入式领域，由于UART具有操作简单，工作可靠，抗干扰强，传输间隔远〔组成485网络可以传输1200米以上〕，设计人员普遍认为UART是从CPU或微控制器向系统的其他部分传输数据的最正确方式，因此它们被大量地应用在工业、通信、和家电控制等嵌入式领域。

通常MCU/CPU都会自带一个UART串口，但实际应用中一个串口往往不够用，需要进展UART串口扩展。

目前的大多数UART器件是以计算机总线转换UART为应用根底的，其通用性、管脚、存放器与20年前很少改变，针对嵌入式应用，目前的UART器件普遍存在操作复杂，引脚多，价格较高等弱点，不能满足和适应的嵌入式系统开展的需要。

针对嵌入式系统中UART的开展趋势，维肯电子设计推出了VK32XX系列新型多总线接口UART器件，其特点为：1支持8位并行总线，SPI总线，UART等多种主机总线接口：8位并行总线接口产品可以替代目前广泛使用的16C55X系列UART用于为8位，16位，32位MCU进展UART串口扩展。

VK32系列8位并行总线接口UART产品采用了精简控制存放器设计〕，并通过管脚复用减少了芯片管脚，简化的软件设计和PCB设计都更适宜嵌入式系统需求。

SPI接口总线系列产品为带有SPI接口的DSP、MCU实现同步SPI串口到异步UART串口的桥接和扩展，尤其针对目前广泛应用的DSP系统，大多数DSP都只有同步串口，只能用于与具有同步通信接口的外设进展通信。

V32系列SPI 总线接口可以将一个SPI同步串行接口桥接/扩展成为1～4个通用异步串口，方便的实现DSP和外设的异步串行通信。

基于FPGA的串口通信设计

基于FPGA的串口通信设计
王鹏;宋智国
【期刊名称】《电子制作》
【年(卷),期】2013(0)14
【摘要】串行通信接口是一种主要的通信接口。

UART作为RS 232协议的控制接口得到了广泛的应用，基于FPGA实现的UART设计可以使系统更加紧凑、稳定。

系统结构进行了模块化分解，使之适应自顶向下(Top Down)的设计方法。

本文介绍一种基于FPGA的UART控制器的多模块实现方法，使用VHDL语言进行描述，其波特率可以调整，工作状态可读取，控制逻辑直观简单，大幅度提高了设计效率。

本文介绍的方法已成功应用在实际项目中。

【总页数】1页(P125-125)
【作者】王鹏;宋智国
【作者单位】陕西长岭电子科技有限责任公司产品开发部陕西宝鸡 721006;陕西长岭电子科技有限责任公司产品开发部陕西宝鸡 721006
【正文语种】中文
【相关文献】
1.基于FPGA的多串口通信设计与实现 [J], 殷安龙;张持健;陈林;许矛盾
2.基于FPGA的多串口通信设计与实现 [J], 李伟
3.基于FPGA的串口通信设计与实现 [J], 王闽;张静
4.一种基于FPGA+DSP的高速串口通信设计 [J], 王蕾;李淑婧
5.基于FPGA与智能设备的串口通信设计 [J], 曹煜;白明松;银亮亮;刘小峰;李雨晴
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104和多路UART扩展系统的研究与开发的开题报告

基于FPGA的PC/104和多路UART扩展系统的研究与开发的开题报告一、选题背景和意义PC/104（ISA）是一种广泛应用于工业控制领域的嵌入式系统架构，同时多路UART又是工业控制中常用的通信方式之一，因此基于FPGA的PC/104和多路UART扩展系统的研究与开发具有重要的实用甚至商业价值，可用于行业中的嵌入式系统、机器人控制等领域。

同时，本研究还将探讨FPGA（采用顶级FPGA芯片）在工业控制中的应用，为后续的FPGA研究及应用提供一定的参考和实证支持。

二、目标和内容本研究的核心目标是开发一个具有较高性能、可拓展性好、稳定可靠的基于FPGA的PC/104和多路UART扩展系统（以10路为主），主要内容包括：1. FPGA基础知识的学习和研究，包括FPGA软件开发流程、FPGA 编程语言Verilog HDL等；2. PC/104架构的了解和研究（包括外部设备端口等），结合FPGA 的无限扩展性，设计开发一个符合PC/104标准的FPGA拓展卡；3. 多路串口通信协议研究和实现，以实现系统对多个UART接口支持；4. 综合系统测试和验收，对所开发的系统进行功能和性能的测试，并对测试结果进行分析和总结。

三、预期结果1. 成功开发出基于FPGA的PC/104和多路UART扩展系统；2. 确认系统的稳定可靠性，同时达到较高的通信速率；3. 验证系统性能和稳定性符合设定要求；4. 提出系统的优化策略，为后续研究提供可借鉴性的经验。

四、研究计划和进度安排1. 前期：文献查阅和研究（2周）；2. 中期：FPGA基础知识学习（2周）、PC/104拓展卡设计（3周）、多路串口通信协议研究和实现（3周）；3. 后期：系统测试和验收（3周）、论文撰写和答辩（2周）。

五、参考文献1. 戴建国.嵌入式FPGA开发实用教程[M].北京：电子工业出版社，2014.2. 苏鑫，陆世民.工业控制技术[M].北京：机械工业出版社，2012.3. 张明智.工业控制技术实用教程[M].北京：电子工业出版社，2014.。