基于SPI接口的异步串口扩展技术研究.pdfVIP

MicrocomputerApplicationsVo1．25，No．12．2009 技术交流 微型电脑应用 2009年第25卷第 l2期 文章编号：1007-757X(2009)12—0050—03 基于SPI接 口的异步串口扩展技术研究 冯金霞，张轮 ，熊天圣 摘 要：综合介绍了各种单片机串口扩展技术，总结了它们的优缺点；．研究设计了基于SPI接 口的异步串口扩展技术。采用 GM8142芯片实现的基于SPI接 口的串口扩展技术，最少仅需要4线SPI通信，节省系统资源，设置简单；具有串口扩展模 式和广播模式，设置灵活，应用不受限制；数据发送和接收都具有多级缓冲存贮，可靠性高，误码率低。在基于无线传感网 络的智能交通监控系统中的应用良好 ，在其他分布式控制领域有推广实用价值。 关键词：串口扩展；SPI接 口；硬件设计；通信时序；智能交通 中图分类号：TP311 文献标志码 ：A 可以各 自独立设置波特率、帧长和校验方式，设置简单，限 0 引言 制少。 在各种采用单片机的控制系统中，单个控制MCU通常 2 GM8142芯片及其串口扩展原理 需要和多个传感器等外部设备进行通信连接，其 中串口通信 的应用最为』泛 ，比如在道路交通 的监控系统等各类分布式 2．1 扩展芯片 GM8142 控制与无线传感器 网络 {『1。目前单个 MCu 的串口数量…般 GM8142芯片弓1脚及其说明如 图1所示： 只有一到两个，冈此首要问题就是 串口扩展的问题 。常用的 振荡器输 出 扩展方法通常设置复杂，应用也受较多的限制，本文研究实 振荡器输入 片选信号 现的基于 SP1接 口的串口扩展技术，具有结构简单、设置灵 SPI时钟信 号输入 活、可靠性高、性价 比高的特点。 SPI数据输入 SPI数 输 通道4接收 1 串口扩展技术概述 通道4发送 复位 接地 1．1 常用串口扩展技术介绍 常用的串口扩展技术主要有：软件模拟法与基于硬件的 图 1引脚及说 明图 扩展方法。其中硬件扩展又分为基于并行 口的扩展方法和基 2．2 GM8142串口扩展基本原理 于串行 口的扩展方法 。基于并行 口的串口扩展丰要有：基于 通过 GM8142芯片可 以将一个标准 SPI接u扩展成 4 Inte18250芯片的串行 口扩展；基于TL16C550的串行 口扩展。 个标准的UART(1个 SPI总线最多可以连接 4个 GM8142， 基十串行 口的串口扩展主要有：基于MAX3l00的串行 口扩 因此，最多可以扩展 32个串口)。扩展的串口具备两种工作 展；基于GM8123／25系列芯片的串行 口扩展；基 ：SP2338 模式：串口扩展模式和广播模式。串口扩展模式可以让所有 的串行 口扩展。 子串口以各 自设置的波特率，帧长和校验方式，同时和 SPI 1．2 串口扩展技术比较 接 口进行数据收发。SPI数据为 16bit，其中高8bit为子串口 软件模拟法通过使用两个通用 I／0引脚、两