基于单机的串口扩展设计.pptVIP

学院 (系)： 电子与电气工程系 专 业：电气工程及其自动化 南阳工学院电子系2007级本科生毕业论文答辩 基于单片机的串口扩展设计 完成日期：2011年5月 单片机小系统 串口扩展芯片SP2538模块 RS232接口 键盘模块 电源模块 1 硬件系统总体框图设计 07级本科毕业 论文答辩 电源模块 单片机小系统 串口扩展 芯片SP2538 RS232接口 键盘模块 单片机小系统作为本系统的控制核心，监控整个系统的运行，无论键盘模块 控制子串口的工作模式，或是数据接收与发送，或是中断响应都要通过单片 机小系统完成，单片机小系统电路图设计如图1。 图1 单片机小系统 图2 电路时钟 图3 复位时钟 (1) 单片机小系统硬件设计 芯片SP2538的硬 件接口电路如图，芯 片SP2538采用低功 耗CMOS工艺设计生 产的专用串口RS232扩展 芯片，它可以轻松将任意 单片机（如：89C51）或 DSP等现有的RS232串行 口扩展成5个全新的全双 工RS232串行口（所有串 行口可同时独立接收和发 送数据）。 （2） 串口扩展芯片SP2538模块设计 （3） RS232接口硬件电路设计 PC机发送出的信号从 RS232的2口R1IN送到 MAX232的13引脚经 MAX232转换电平后， 从MAX232的12引脚 R1OUT送出，送到芯 片SP2538的RX4引脚。 然后发送给单片机；单 片机发送数据给芯片 SP2538，芯片SP2538 发出的信号从TX4脚发 出，送入MAX232的11 引脚T1IN，经处理后从 MAX232的14引脚 T1OUT送出，送达 RS232的4脚T1OUT。 （4 ）键盘模块硬件设计 本模块中的键盘为独立 式中断查询键盘， 在键盘查询中，如果有键按下，相应的I/O 端口就会变成低电平，而其他的端口侧仍 旧保持高电平。如果让各路信号经过一个 多输入与门，只要其中有一路的输入为低 电平，与门的输入即为低电平。也就是 说， 只要有键按下，与门的输出就会变成 低电平。利用与门的输出作为外部中断 源，就可以保证每次有键按下产生有中断 效应。具体电路图如图所示。按键S1按 下后，中断响应，芯片SP2538工作在单通 道模式，只能有一个子串口工作其他子串 口禁止工作。按键S2按下后，中断响应， 芯片SP2538工作在多通道模式，5个子串 口可以同时工作且相互独立。 （5）电源模块硬件设计 78L05是一种固定电压 (5V)三端集成稳压器电源。 VCC经过稳压器78L05后 输出稳定的5V电源，为整 个系统中的各芯片提供所 需的电源。 N S1 S2 S2 Y N N 主程序开始 定时器T1初始化 串口初始化 中断初始化 启动定时器 开中断 主程序 RI=0？ TI=0？ Y S1 单通道接收数据 多通道接收数据 单通道发送数据 多通道发送数据 中断服务子程序 关中断，RI清零 开中断，恢复现场 中断服务子程序 关中断，TI清零 接收PC机发来的数据 将数 据发送给PC机 开中断，恢复现场 2 串口扩展系统软件设计总体流程 （1）数据接收与发送 单片机接收来自母串口的数据：单片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。 上位机向母串口发送数据：发送数据时，单片机首先通过串口写入欲发送数据的子串口号，即先由单片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单片机串口发出。需要注意的是：母串口的波特率是子串口的６倍，即单片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。 母串口接到单片机发送来的数据地址信息，选中待发送数据对应的子串口，然后接收数据存入数据缓存器，与地址相互匹配，发送给相对应的子串口，流入对应的子串口数据缓冲器中，最后子串口将数据发送走。 子串口接收到数据放入数据接收缓冲器中，然后流入母串口数据缓冲器，母串口分配地址，然后将数据和对应的地址发送给单片机。 图1 地址模块时序 图2 数据接收模块时序 图3 数据发送模块时序 （2）键盘软件程序设计 中断申请，进行初始化，中断 开始，函数声明，变量定义， 将P1.6定义为KEY_1，P1.7 定义为KEY_2。变量声明，延 时子程序，实现（16xN+24） 的延时，设定定时器1的工作方 式按键1处理程序，按键2处理 程序，外部中断0处理。 Y N 中断入口