东北电力学院学报第24卷第6期　Journal Of Northeast China Vol.24,No.6 2004年12月Institute Of Electric Power Engineering Dec.,2004文章编号:1005-2992(2004)06-0071-03UART多串口扩展器SP2349及其应用王　鹏,佟　科,李贻涛(东北电力学院电力工程,吉林吉林132012)摘 要:为了满足数字化及智能化要求,目前以单片机为核心的智能化测控系统及电子产品应当具备网络通信功能,而普通单片机仅有单个U AR T,远不能满足联网后同时和外部器件用U ART通信的要求。

SP2349是一种新颖的串口扩展器件,可将8位、16位、32位单片机的一个高波特率的UA RT扩展为3个U ART,解决了普通单片机UA RT串口太少的问题,以很低的成本扩展了系统的功能。

给出该器件的主要特性、引脚说明及应用说明,并以A T89C52单片机为例给出多串口扩展应用电路及相应程序框图。

关　键　词:串口扩展;单片机中图分类号:T N492 文献标识码:A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SP2349多串口扩展器,可很好地解决此问题。

1　工作特性SP2349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UA RT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:(1)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;(2)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;(3)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;(4)接口简单仅占用单片机4条输入/输出控制线I/O;(5)睡眠功能降低系统功耗提高系统抗干扰性能;(6)子串口波特率最高可达115.2kbps;(7)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;(8)可由软件关闭一个子串口另外一个子串口波特率可加倍;(9)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;(10)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;(11)宽工作速率75Bps～115.2kbps;(12)可节电模式进入节电模式后典型静态电流约0.5μA;收稿日期:2004-10-14作者简介:王　鹏(1954-),男,东北电力学院电力工程系,高级工程师.(13)可自动唤醒由上位机主动唤醒;(14)输出误差小所有串口的数据输出波特率误差都小于0.1%;(15)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;(16)误码率极低小于109(接收的数据波特率误差小于2.0%时);(17)宽工作电压:3.0V ～5.5V ;(18)低工作电流:典型电流6.5mA (子串口波特率19200bps ,VCC =5.0V )。

图1　S P2349DIP 封装引脚排列图2　封装及引脚说明该器件具有DIP 和SOIC 两种封装形式。

下面以DIP 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。

3　应用说明①SP2349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。

②SP2349母串口波特率为:K 3=4800×Fosc _in ;式中的Fosc _in 表示SP2349外部输入时钟,计算单位为“MH z ”。

(例:如外部输入时钟为8.0MHz ,则K 3=4800×8.0=38400Bps )。

表1　SP2349引脚功能名称编号类型管脚描述ADRO01Out 地址0输出(连接上位机输出地址0)ADRO12Out 地址1输出(连接上位机输出地址1)RST 03Out 接上位机“RESET ”(未使用时悬空)NC 4-可接VCC ,为了向后兼容建议接GNDGND 5-电源地(建议与VCC 间接0.1μF 电容)RXO 6In 子串口0接收输入(内部已弱上拉)TXO 7Out 子串口0发送输出(未使用时悬空)RX18In 子串口1接收输入(内部已弱上拉)TX19Out 子串口1发送输出(未使用时悬空)TX210Out 子串口2发送输出(未使用时悬空)RX211In 子串口2接收输入(内部已弱上拉)TX312Out 母串口3发送输出(未使用时悬空)RX313In 母串口3接收输入(内部已弱上拉)VCC14-电源(建议与GND 间接0.1μF 电容)OSCO 15Out 时钟输出(建议振荡电容:16-22pF )OS CI 16In 时钟输入(建议振荡电容:16-22pF )ADRI117In 地址1输入(连接上位机输出地址1)ADRI018In地址0输入(连接上位机输出地址0)③SP2349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×Fosc _in /1=1200×Fosc _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=1200×2m ×Fosc _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“0”,n 为子串口0的分频系数。

K 1=1200×2m×Fosc _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“0”,n 为子串口1的分频系数。

K 2=1200×Fosc _in /n ,其中n 为子串口2的分频系数④上位机发送流程:A )上位机先发送串口地址信息到“ADRI 0”、“ADRI 1”,以便选中希望的串口,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。

⑤上位机接收流程:72 东北电力学院学报第24卷A )上位机接收到一个字节后,立即读取“ADRO 1”、“ADRO 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。

图2　用SP2349扩展的3串口电路4　典型应用电路利用SP2349可将仅具有一个UART 串口的单片机扩展为具有3个UA RT 串口的单片机。

下面以常用的AT89C52单片机为例,给出相应的串口扩展电路,如图2所示。

图2中,AT89C52的全双工串口与SP2349的串口3相连,串口3同时也做为命令/数据口。

ADRI l 和ADRI 0与AT89C52的P1.3、P1.2口线相连,用于发送数据时相应串口0～2的选择。

ADRO 1和ADRO 0与AT89C52的P1.1、P1.0口线相连,用于判别接收的数据来自串口0～2的哪一个。

SP2349的时钟频率选为8MHz ,此时串口3的波特率为38400bps ,串口0～2的波特率为9600bps 。

下面给出与上述电路配套的通信程序流程图:图3　通信程序流程图(下转第78页)73第6期王　鹏等:UART 多串口扩展器S P2349及其应用Research of work automatic production system of ticketto the power supply bu reau of DaDongLUO Rui ,HAN Jie -ping(School of Economic and M anagement ,No rtheast China Institute of Electric Pow er Engineering jilin jilin 132012)A bstract :Along w ith the vigorous power development ,the w ork ticket management is ment more compli -cated and the management w ith computers is im perative .Combining the research of wo rk automatic produc -tion sy stem of ticket to the power supply bureau of DaDong ,the concrete method and the technology to the development of the distribution operation wo rk ticket system under the microcomputer envirom netn .have been inquired .Key words :The power supply bureau of Dadong ;The w ork ticket sy stem ;PowerBuilder ;The dy namic dataw indow ;OLE 's technology(上接第73页)5　结 语SP2349多串口扩展器可广泛应用于工业控制、数据采集、仪器仪表、智能家电、计算机RS232口扩展、有线及无线数据传输等领域。

由该器件构成的多串口电路具有性价比高、工作速度高、波特率设置简单等特点,因而选择该器件是多串口应用系统的良好解决方案。

参　考　文　献[1]　徐淑华,程退安,姚万生.单片微型机原理及应用[M ].哈尔滨工业大学出版社,1997年11月.[2]　李朝青,等.单片机&DSP 外围数字IC 技术手册[M ].北京航空航天大学出版社,2003年1月.UART Serial Communication Port Extend S P 2349and ApplicationWANG Peng ,DONG Ke ,LI Yi -tiao(Electric Power Department of N orth -east I nstitute of Electric Power Engineering Jilin city 132012)A bstract :At present ,in order to meet the need of digital and intelligent control ,intelligentized observe -con -trol system and electric equipment based on micro -chip is capable of netwo rk communication .But general micro control unit (MC U )has only one UART w hich is not enough to meet the requirements of communi -cation w ith peripheral equipment .SP2349is a novel serial communicatio n port chip that can extend one high baud rate UART of 8-bit ,16-bit and 32-bit MCU to three UART ,and it can solve the problem that UART in general MC U is finite and the cost is g reatly application explainations 、application circuit and programe flow chart are presented based on AT89C52MCU .Key words :UART ;Serial communicatio n po rt extend ;MCU78 东北电力学院学报第24卷。