RS_232多串口扩展器件SP2538及其应用

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RS-232多串口扩展器件SP2538及其应用

李敏,孟臣

(黑龙江八一农垦大学信息技术学院,黑龙江大庆163319)

摘要:SP2538是采用低功耗CM OS工艺生产的专用串行口(RS232)扩展芯片,它可将单片机或DSP 等原有的单UART串口扩展至5个全双工UART口,从而解决了此类器件串口太少的问题。文中介绍了SP2538的性能特点,引脚功能及应用方法,并以单片机为例给出了多串口扩展的硬件电路及相应的通信程序。

关键词:RS-232;串口扩展;单片机;SP2538

分类号:T P334.4文献标识码:A文章编号:1006-6977(2004)04-0043-04

R S-232Multi-serial I nterfaces Ex p andin g Chi p SP2538and Its A pp lication

LI M in,MENG Chen

(Colle g e o f In f ormation technolo gy o f H eilon gj ian g au g ust f ir st land r eclamation univ er sit y,H eilon gj ian g,163319)

Abstract:SP2538is an ex p ert serial interface ex p andin g chi p based on low p ow er CM OS techni q ue.It can ex2 p and sin g le UART serial interface inhered b y M icrocontrollers or DSP into five du p lex UART.S e q uentiall y,the p roblem which the serial interfaces of these kinds chi p are too sm all is solved.In the p a p er,the p erform ance characteristics,di p function and a pp lication m ethods are introduced,and the multi-serial interface hardw are circuit and the corres p ondin g communication p ro g ram based on M icrocontrollers are g iven.

K e y w ords:RS-232;serial-ex p andin g;M icrocontrollers;SP2538

1概述

SP2538是专用低功耗串行口扩展芯片,该芯片主要是为解决当前基于UART串口通信的外围智能模块及器件较多,而单片机或DSP原有的UART串口又过少的问题而推出的。利用该器件可将现有单片机或DSP的单串口扩展至5个全双工串口。与其它具有多串口的单片机或串口扩展方案相比,采用SP2538实现的多串口扩展方案,具有扩展串口数量多、对扩展单片机的软硬件资源占用少、使用方法简单、待扩展串口可实现较高的波特率、成本低廉、性价比高等优点。同时,它还具有如下特点:

●可将单UART串口扩展为5个UART串口;

●工作速率范围宽,5个子串口可产生2400b p s～9600b p s之间的任意波特率;

●可全双工工作,母串口和所有子串口都支持全双工UART传输模式;

●工作电源电压范围宽:3.3V～5.5V;

●典型工作电流为 4.6m A(子串口速率为9600b p s、VCC为3.3V时);

●资源占用少,除占用上位机原有串行口中断外,不占用任何中断资源;

●具有节电模式,进入节电模式后,其典型静态电流约8μA;

●上位机发送数据可自动唤醒;

●输出误差小,所有子串口的输出波特率误差均小于0.08%;

●误码率低于10-9(所有串行口数据输入波特率误差小于等于±2%);

●接收范围宽,波特率误差小于2.5%时,子串口即可完全正确接收;母串口的接收范围更宽,并可自适应56000b p s和57600b p s两种标准波特率(f osc—in 为20.0MH z时);

●可用上位机进行监控,并具有上电复位和看门狗监控输出,适用于没有看门狗或需要更多重监控的高可靠上位机程序监控系统。

●新特器件应用

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《国外电子元器件》2004年第4期2004年4月

图2母串口接收数据时序

图1SP2538DPH 引脚排列图

图3母串口发送数据时序

2引脚功能

SP2538具有双列直插DIP 及双列贴片SOIC 两

种封装形式。后缀为SP2538xxH 的复位时输出高电平而后缀为SP2538xx L 的复位时输出低电平,可分别适用高、低电平复位的单片机。图1给出了DIP 封装高电平复位SP2538DPH 的外形及引脚排列图,各引脚的功能说明列于表1。

3应用说明

3.1母串口收发数据过程与时序

(1)上位机接收来自母串口

的数据

上位机从母串口接收到一个字节数据后,会立即读取SP2538的输出地址ADRO2～ADRO0(编码方式为:8-4-2-1码),然后根据输出地址的编码即可判断接收到的数据来自哪个子串口,上位机接收来自母串口的数据时序

如图2所示。

(2)上位机向母串口发送数据

发送数据时,上位机首先通过串口写入欲发送数据的子串口号,即先由上位机的串口发送数据地址ADRI2～ADRI0(编码方式:8-4-2-1码),然后将欲发送的数据由上位机串口发出。需要注意的是:母串口的波特率是子串口的6倍,即上位机在连续向母串口发送6个字节的时间内,子串口才能发送完一个字节。上位机向母串口发送数据的时序如

图3所示。表2列出了SP2538的操作时限要求。3.2其它说明

母串口和所有子串口内部均具有独立的数据发送缓冲存储器(FIFO Buffer )和接收缓冲存储器(

FIFO

Buffer

),所有的RS232串行口都支持全双工异步传输模式,即所有串行口都可以同时独立接收和发送数据,且不会丢失任何数据。

母串口波特率由K 1=2880f osc -in 计算,其单位为MH z ,且f osc —in 小于20.0H z 。在SP2538输入时钟f osc —in 为20.0MH z 时,母串口可自动适应上位机的