串口扩展芯片电路详解
串口扩展芯片介绍
SPI： 1、最高速度为5Mbit/s 2、仅支持spi从模式 3、16位，spi模式0标准 与主机连接图：SCS：SPI片选（从属选择）
I2C：两线IIC总线时一根串行数据线和一根串行时钟线。当总线处于空 闲时，两根线都通过上拉电阻拉到正电源电压。每一个设备都有一个独 立的地址。 1、兼容IIC总线接口 2、最高速度400kbit/s 3、仅支持IIC从模式 与主机连接图：
RS485模式下，每个UART有唯一的一个网络地址，VK提供 了一个8位寄存器进行网络地址配置。 当自动网络地址识别功能使能时，VK对接收到的数据进行自 动识别。 网络地址由SADR和SADEN共同决定。 如果接收到的数据为数据字节或者与SADR中的地址字节不 匹配时，VK忽略这些数据。 如果接收到的数据为地址字节且与SADR中的地址匹配，VK 进入接收状态，将该地址字节后面的数据字节写入接收 FIFO。 当该子串口在数据接收状态下接收到一个地址字节，且该字 节与SADR不匹配，接收将被自动禁能。
原理框图： 原理框图：
主通道特点： 1、可以有uart，spi，8位并行总线 2、通过配置寄存器中的M1 和M0位进行变换 子串口特点： 1、相互独立，全双工，软件开启，可以配置不同波特率 2、高速的子串口通道，可达300bps-900bps 3、数据配置灵活，校验，数据长度，广播模式 4、FIFO:收发16级FIFO，4级触发点 5、流量控制：RTS\CTS流控，软件流控 6、RS485:自动收发，自动识别网络地址 7、红外通信：可独立设置工作于红外通信模式下
3、FIFO，每个串口有收发独立的16级FIFO（1、硬件缓存越小，数据溢出可能性
越大，特别是较长的帧数据。2、对MCU处理数据效率影响较大，串口芯片是通过主接口读写操作 来实现数据交换，主接口除了读出子串口数据还要判断芯片相关状态，每读一次数据就要做出一次 判断，对于同一长度的帧数据，硬件缓存越小，读取数据长度就越短，那么读取数据次数越多，判 断芯片相关状态就越多，这样就会花很多时间在判断状态上，如果扩展子串口数量越多，那么就会
串口扩展芯片介绍
在工业自动化、智能家居、医疗设备等领 域，串口扩展芯片的应用价值非常高，它 能够简化系统设计、提高设备间的通信效 率，从而提升整个系统的性能和稳定性。
未来发展趋势和展望
发展趋势
随着技术的不断进步和应用需求的不断 增长，串口扩展芯片的发展趋势主要体 现在以下几个方面：更高的传输速率、 更强的兼容性和可扩展性、更低的功耗 和更小的体积。
串口扩展芯片通过将多个串口通信接口集成在一块芯片上，实现多个设备同时与计 算机进行通信。
串口扩展芯片可以提供更多的接口数量、更高的通信速率以及更丰富的功能，如支 持热插拔、自动检测端口号等。
03
常见串口扩展芯片的种类 和特点
8250/16550芯片
总结词
早期串口扩展芯片，功能简单，速度较慢。
详细描述
物联网设备
在物联网设备中，如智能传感器、智能网关等，需要实现设备间的通信和控制， 串口扩展芯片可以提供稳定可靠的通信接口。
05
串口扩展芯片的选购和使 用注意事项
选购要点
兼容性
选择兼容性好、支持 多种协议的串口扩展 芯片，以便能够与各 种设备进行通信。
接口类型
根据实际需求选择合 适的接口类型，如 RS-232、RS-485、 TTL等。
传输速率
根据实际需求选择合 适的传输速率，以满 足数据传输的需求。
驱动程序
选择提供完整、易于 安装的驱动程序的串 口扩展芯片，以便能 够更好地与计算机进 行通信。
价格
在满足性能要求的前 提下，选择性价比高 的串口扩展芯片。
使用注意事项
接地
确保良好的接地，以减少信号 干扰和噪声。
防雷击
在雷雨天气中，应采取措施防 止雷击对串口扩展芯片造成损 坏。
SC16IS752芯片和电路原理
文库资料 ©2017 Guangzhou ZHIYUAN Electronics Stock Co., Ltd.第1章 SC16IS752芯片和电路原理1.1.1 SC16IS752芯片介绍SC16IS752是I 2C 总线/SPI 总线接口，双通道高性能的UART 扩展芯片，串口数据传输速率高达5Mbit/s ，每路串口有64Bytes 的读写FIFO 和一个可编程的波特率发生器，具备省电模式和睡眠模式，还提供了8个额外可编程的I/O 脚，并且支持传输速率高达1.1152Mbit/s 的IrDA ，可实现自动硬件和软件流控，自动的RS-485读写切换和软件复位等功能。
1． 通用特性● 64字节FIFO （发送器和接收器） ● 与工业标准16C450完全兼容并等效 ● 在16×时钟模式下波特率高达5Mbit/s●使用RTS/CTS 的自动硬件流控制● 带有可编程Xon/Xoff 字符的自动软件流控制 ● 一个或两个Xon/Xoff 字符● 自动的RS-485支持（自动的从地址检测） ● 多达8个可编程的I/O 脚●经过RTS 信号的RS-485驱动器方向控制● RS-485驱动器方向控制翻转 ● 内置IrDA 编码器和译码器接口 ● 支持的IrDA 速率高达115.2kbit/s ● 软件复位● 发送器和接收器可相互独立使能/禁能 ● 接收和发送FIFO 电平 ● 可编程的特殊字符检测 ● 完全可编程的字符格式：⏹ 5,6,7或8位字符 ⏹ 偶、奇或无奇偶格式 ⏹ 1,1.5或2个停止位 ● Line break 的产生和检测 ● 内部回送模式● 3.3V 时的睡眠电流低于30μA ● 工业和商业温度范围 ● 5V 容限输入● HVQFN32和TSSOP28封装文库资料 ©2017 Guangzhou ZHIYUAN Electronics Stock Co., Ltd.2． I 2C 总线特性● SCL/SDA 输入上的噪声滤波器 ● 400kbit/s （最大速率） ● 遵循I 2C 总线高速 ● 仅为从机模式 3． SPI 特性● 最高速率为4Mbit/s ● 仅为从机模式 ● SPI 模式0 1.1.2 电路原理本章的驱动实现基于SC16IS752芯片，通过I 2C 实现两路串口扩展。
I-O接口扩展电路的设计
单片机原理及应用
I/O接口扩展电路的设计
知识能力：熟悉I/O接口的基本特点，了解8255A 芯片结构及编程方法。
技能能力：掌握I/O接口扩展的硬件设计方法、软件程序设计能力和调 试排错能力。
社会能力：训练学生工程意识和良好的劳动纪律观念，培养学生认真做 事、用心做事的态度 。
2. 8255AA的引脚功能介绍
知识能力
1.2 MCS-51对可编程并行I/O芯片8255AA的扩展
表5-6 8255AA 的操作功能表
知识能力
1.2 MCS-51对可编程并行I/O芯片8255AA的扩展
3. 8255AA的工作方式
图5-21 选通输入时的联络应答信号
知识能力
1.2 MCS-51对可编程并行I/O芯片8255AA的扩展
技能能力
图5-27 8255A I/O 扩展
技能能力
4)程序范例： 功能：PB作为输入口检测按键的状态，并把从PB口读入的数据输出到PA口。
ORG 00H MAIN: ACALL DELAY
MOV DPTR,#7003H MOV A,#82H MOVX @DPTR,A LOOP: MOV DPTR,#7001H MOVX A,@DPTR MOV DPTR,#7000H MOVX @DPTR,A SJMP LOOP DELAY: MOV R1,#00H DLP: MOV R2,#50H DJNZ R2,$ DJNZ R1,DLP RET END
3. 并行I/O口的扩展方法
知识能力
图5-17 用74LS165扩展1位并行输入口
3. 并行I/O口的扩展方法
知识能力
图5-18 用74LS164扩展1位并行输入口
uart扩展芯片
uart扩展芯片UART（通用异步收发器）是一种常见的串口通信协议，用于在计算机和外部设备之间进行数据传输。
UART扩展芯片是一种用于扩展UART功能的集成电路。
在本文中，我将详细介绍UART扩展芯片及其应用。
UART扩展芯片是专门设计用于连接到MCU（微控制器单元）或其他处理器的外围设备的芯片。
它是通过串行通信接口连接到主处理器，并提供额外的UART通信通道。
一般来说，MCUs和处理器通常只具有一个或少数几个UART通信通道，而UART扩展芯片可以提供更多的串口通道，从而增加设备的连接性。
UART扩展芯片的主要功能是提供额外的串行通信通道。
这意味着可以同时与多个外部设备进行通信，而无需更换或重新配置硬件。
它还具有通信速度控制功能，可以根据特定需求调整波特率，以便与不同速度的设备进行通信。
除了提供额外的串行通信通道外，UART扩展芯片还具有其他功能。
例如，一些扩展芯片可以提供自动流控制功能，可以向外部设备发送信号以指示其暂停或继续传输数据，从而避免数据溢出或丢失。
另外，一些扩展芯片还包含错误检测和纠正功能，可以检测并纠正传输中的错误，提高通信的可靠性。
UART扩展芯片有许多应用。
它们常用于工业自动化领域，用于连接各种外围设备，如传感器、执行器和控制器。
通过使用多个串行通信通道，可以同时监测和控制多个设备，提高系统的响应速度和效率。
此外，UART扩展芯片还广泛应用于通信设备中，如调制解调器、无线模块和网络设备。
这些设备需要与计算机或其他设备进行串行通信，因此UART扩展芯片可以提供额外的通信通道，以满足多设备连接的需求。
值得注意的是，UART扩展芯片通常需要与主处理器进行连接，并进行相应的软件编程。
主处理器需要对扩展的串行通信通道进行初始化和配置，并通过读取和写入相应的寄存器来控制数据的传输和接收。
因此，在使用UART扩展芯片之前，开发人员需要对UART通信协议和相关的编程技术有一定的了解。
总结起来，UART扩展芯片是一种用于扩展UART功能的集成电路，可以提供额外的串行通信通道，并具有其他功能，如流控制和错误检测。
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。
RS232和MAX232引脚定义及接口电路
9针串口（DB9）25 针串口（DB25）针号功能说明缩写针号功能说明缩写1 数据载波检测DCD 8 数据载波检测DCD2 接收数据RXD3 接收数据RXD3 发送数据TXD 2 发送数据TXD4 数据终端准备DTR 2 0 数据终端准备DTR5 信号地 GND 7 信号地GND6 数据设备准备好DSR 6 数据准备好DSR7 请求发送RTS 4 请求发送RTS8 清除发送CTS 5 清除发送CTS9 振铃指示DELL 22 振铃指示 DELL2.RS232C串口通信接线方法（三线制）9针－9针 25针－25针 9针－25针2 3 3 2 2 23 2 2 3 3 35 5 7 7 5 7关于串口连接线的制作方法在电脑的使用中往往会遇到各种各样的连接线。
这些连接线外观上好像都差不多，但内部结构完全不同并且不能混用。
如果在使用中这些连接线坏了，往往很多使用者都不知道应该怎么办，下面就给出这些常见的连接线的连线方法以便于修理或查找故障。
在介绍之前先对一些市场常用名词做出解释。
现在所有的接头都可以分为公头和母头两大类。
公头：泛指所有针式的接头。
母头：泛指所有插槽式的接头。
所有接头的针脚有统一规定，在接头上都印好了的，连接时要注意查看。
在接线时没有提及的针脚都悬空不管。
串口联机线的连接方法串口联机线主要用于直接把两台电脑的com口连接。
比较早一点的AT架构的电脑的串口有为9针，和25针两种，现在的ATX架构的电脑两个串口全部是9针。
于是联机线就分为3种（9针对9针串口联机线，9针对25针串口联机线，25针对25针串口联机线）这些直接电缆连接线可以互换的连线方法如下表:9针对9针串口连接9针母头9针母头2 —— 33 —— 24 —— 65 —— 56 —— 47 —— 88 —— 725针对25针串口连接25针母头25针母头2 —— 33 —— 24 —— 55 —— 46 —— 207 —— 720 —— 69针对25针串口连接9针母头25针母头2 —— 23 —— 34 —— 65 —— 76 —— 207 —— 58 —— 4串口转接线这种转接线适用于9针串口和25针串口的转换。
SP2328串口扩展专用芯片及其与单片机的接口电路
作者：泰山医学院放射系房鹰丰建淑/泰安市医学仪器研究所陈兆涛摘要: 本文介绍一种新型的单片机串口扩展芯片的功能特性以及与单片机接口的应用。
关键词：单片机；多串口通信在设计由多个单片机组成的数据采集电路时，一般要用多个串口在各个单片机之间进行数据通信。
为了解决单片机扩展多个串口的问题，以前大多采用多片AT89C2051来实现多串口通信。
每个AT89C2051用并口与上位机连接，再通过AT89C2051的串口与下位机串口连接。
这种电路设计，单片机编程比较复杂，整个电路的调试也比较麻烦，可靠性不是很高。
一种新开发的SP2328串口扩展芯片很好的解决了上述问题。
SP2328是成都视普科技公司的串行口扩展专用芯片，能将普通单片机(如:AT89C2051、AT89C51等)的一个串口(UART)扩展为三个串口。
它主要解决了大多数8位、16位以及32位单片机UART串口太少的问题，扩大了单片机的使用范围。
同时，SP2328串行口扩展专用芯片也很好地解决了许多在使用双串口的单片机时，串口复杂的配置问题，能大大缩短开发周期，降低开发成本以及生产成本。
图1 DIP和SOIC封装（左）图2 SSOP封装（右）SP2328的功能特性SP2328有四个UART串口，其中包括一个母串口和三个子串口。
母串口和所有子串口都为全双工工作模式，所有串口允许同时接收、发送串行数据。
串口0~串口2为子串口，每个子串口的工作速率为75bps~4800bps。
串口3为母串口，它的数据传输速率是子串口的4倍。
串口3接收到串行数据后，SP2328芯片根据收到的地址信号，把数据通过相应的子串口发送出去。
子串口收到串行数据后，把数据通过串口3发送出去，同时给出相应的子串口地址。
串口0~串口2的波特率的设置很简单，不需要用软件设置，只要改变输入时钟的频率即可。
波特率按以下公式计算：K=2400*f(osc)/8.0(bps)其中f(osc)<=16.0MHZSP2328的直流工作电压为2.4V~5.5V，典型电流为3.7mA，带有节电模式。