串口擴(kuò)展芯片gm8123-25原理和應(yīng)用

1、沈陽單片機(jī)開發(fā)網(wǎng)幫您精確掌握電子器件的使用細(xì)節(jié)通用異步串口擴(kuò)展GM8123/25 的原理和應(yīng)用作者：國騰微電子摘 要：本文介紹了一種新器件 GM8123/25 串口擴(kuò)展，利用該系列實(shí)現(xiàn)的串口擴(kuò)展、工業(yè)控制等方案具有成本低、速度快、控制簡單等優(yōu)點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于需要串口通訊的場合。：GM8123GM8125串口擴(kuò)展一同類方案比較目前比較通用的串口擴(kuò)展方案有兩種，一是用硬件實(shí)現(xiàn)，使用多串口單片機(jī)或串口，該系列擴(kuò)展，可供選擇的串口擴(kuò)展有 TI 等公司開發(fā)的 16C554 系列串口擴(kuò)展實(shí)現(xiàn)的功能是通過并行口擴(kuò)展串行口，功能比較強(qiáng)大、通訊速度高，但控制復(fù)雜，同時(shí)價(jià)格較高，主要的應(yīng)用場合是 PC 機(jī)串口擴(kuò)展

2、產(chǎn)品。在僅使用單片機(jī)控制且不需要太高波特率通訊的系統(tǒng)中，使用 16C554 系列不僅成本高而且還造成了資源的浪費(fèi)。而多串口單片機(jī)也同樣存在價(jià)格高的缺點(diǎn)。另一種串口擴(kuò)展方案就是用實(shí)現(xiàn)，模擬串口存在的缺點(diǎn)有：一是采樣次數(shù)低，一般只能做到 2 次/BIT，這樣數(shù)據(jù)的正確性就難以保證；二是不能實(shí)現(xiàn)高波特率通訊，國騰微電子模擬串口一般不能實(shí)現(xiàn)高于 4800 bps 的波特率。推出的 GM8123/25 系列串口擴(kuò)展全硬件實(shí)現(xiàn)串口擴(kuò)展，保證了工作的穩(wěn)定性，設(shè)計(jì)的最高波特率完全能滿足一般系統(tǒng)需求，同時(shí)占用系統(tǒng)資源少，使用方法簡單，通訊格式可設(shè)置，與標(biāo)準(zhǔn)串口通訊格式兼容，利用該系列是性價(jià)比較高的串口擴(kuò)展方案。

3、實(shí)現(xiàn)串口擴(kuò)展二GM8123/25 介紹2.1 產(chǎn)品特點(diǎn)采用寫控制字的方式對進(jìn)行控制兩種工作模式，用戶可根據(jù)自己的系統(tǒng)需求靈活選擇各子串口波特率可調(diào)（數(shù)據(jù)幀長 10 位或 11 位可選調(diào)節(jié)）子串口數(shù)：3 個(gè)（GM8123）或 5 個(gè)（GM8125）數(shù)據(jù)采樣率 16 次/BIT，確保數(shù)據(jù)采樣的準(zhǔn)確可靠單通道模式下，最高波特率支持 20Mbps；多通道模式下，子串口最高波特率 38400bps與標(biāo)準(zhǔn)串口通訊格式兼容輸出波特率誤差小于 0.2%，輸入波特率誤差要求小于 2.8%寬工作電壓：2.36.7V工作溫度范圍：-4085工作穩(wěn)定，能力強(qiáng)，符合工業(yè)級標(biāo)準(zhǔn)2.2 功能描述GM8123 可擴(kuò)展 3 個(gè)

4、標(biāo)準(zhǔn)串口，GM8125 可擴(kuò)展 5 個(gè)標(biāo)準(zhǔn)串口，可以通過設(shè)置工作波特率和數(shù)據(jù)幀長。通過外部引腳選擇串口擴(kuò)展模式：單通道工作模式和多通道工作模式。單通道模式下，子串口最高波特率支持 20Mbps；多通道模式下，子串口最高波特率支持 38400bps。1沈陽單片機(jī)開發(fā)網(wǎng)幫您精確掌握電子器件的使用細(xì)節(jié)單通道模式下，無需設(shè)置的通訊格式，子串口和母串口以相同的波特率工作，一個(gè)時(shí)刻只允許一組子串口和母串口通訊，工作子串口由地址線選擇。單通道工作模式適用于所有從機(jī)不需要同時(shí)通訊并且通訊過程完全由主機(jī)控制的系統(tǒng)。多通道模式下，允許所有子串口同時(shí)與母串口通訊，母串口以子串口波特率的 4 倍（GM8123）/6

5、倍（GM8125）工作，發(fā)送時(shí)由地址線選擇發(fā)送數(shù)據(jù)的子串口，接收時(shí)子串口能主動響應(yīng)從機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)，由母串口發(fā)送給主機(jī)，同時(shí)由地址線返回接收到數(shù)據(jù)的子串口地址，主機(jī)在接收到子串口送來的數(shù)據(jù)后可以根據(jù)地址線的狀態(tài)判斷數(shù)據(jù)是從哪一個(gè)從機(jī)送來的。多通道模式使每個(gè)從機(jī)的發(fā)送要求都能被及時(shí)地響應(yīng)，即使所有從機(jī)同時(shí)有發(fā)送要求，數(shù)據(jù)也不會丟失，基本實(shí)現(xiàn)了主控單元和外設(shè)通訊的實(shí)時(shí)性。多通道模式適用于從機(jī)向主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)的時(shí)間不可控并且有實(shí)時(shí)性要求的多機(jī)通訊系統(tǒng)。（詳細(xì)情況查看國騰微電子發(fā)布的 GM8123/25）三應(yīng)用說明以下一個(gè)系統(tǒng)為例，用 GM8125 說明該系列實(shí)現(xiàn)串口擴(kuò)展的方法：一個(gè)系統(tǒng)中有 5個(gè)從機(jī)需要

6、與主機(jī)進(jìn)行串行通訊，5 個(gè)從機(jī)通訊波特率均為 19200bps,主機(jī)首先向所有從機(jī)發(fā)送一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)作為對從機(jī)的控制命令，從機(jī)收到數(shù)據(jù)并進(jìn)行處理后立即向主機(jī)返回相關(guān)數(shù)據(jù)。根據(jù)系統(tǒng)要求看出，從機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)的時(shí)間根據(jù)其處理時(shí)間而定，不受主機(jī)控制，所以 GM8125 要工作在多通道模式下，即允許所有子串口同時(shí)工作。單片機(jī)與 GM8125 接口，統(tǒng)利用 GM8125 為主機(jī) 89C51 擴(kuò)展出 5 個(gè)串口。GM8125 引腳說明：RST：復(fù)位引腳，低電平有效。復(fù)位后默認(rèn)子串口工作波特率為 1200bps，數(shù)據(jù)長度為11 位（帶校驗(yàn)位）；MS：模式選擇引腳，控制做讀/寫命令字選擇引腳；工作在多通道模式下還是

7、單通道模式下。多通道模式下兼SRADD02：接收子串口地址線； STADD02：發(fā)送子串口地址線； RXD0、TXD0：母串口收/發(fā)引腳；RXD15、TXD15：子串口 15 收/發(fā)引腳；下面給出主機(jī)發(fā)送和接收的控制程序，以 C51 為例：#include sbit MS=P36;sbit RESET=P37;/GM8125 工作模式控制/GM8125 復(fù)位引腳控制unsigned unsigned。 unsigned unsigned unsigned。charcharSendBuff5=0 xaa,0 x45,0 x67,0 xbc,0 xc9;ReceiveBuff0;charchar

8、charContr_data; ADD;i=0;void main(void)TMOD = 0 x20; IE = 0 x90;/指定定時(shí)器 1 工作在方式 2/開串行口中斷2沈陽單片機(jī)開發(fā)網(wǎng)幫您精確掌握電子器件的使用細(xì)節(jié)SCON=0 xc0; TH1 = 0 xf8; TL1 = 0 xf8; PCON=0 x00;。 RESET=0;Delay(); RESET=1;Delay();/串行口工作在方式 3/裝入定時(shí)器 1 初值,設(shè)置主機(jī)工作波特率為 7200bps/對GM8125 進(jìn)行復(fù)位操作/延時(shí)子程序Contr_data=0 xfc;/裝入命令字初值TR1=1;MS=0; P0=0 x

9、00;/啟動定時(shí)器 1/GM8125 工作在寫命令字模式下/置GM8125 命令字地址SBUF=Contr_data; 115200bpswhile(TI=0); TI=0;Delay();/ 設(shè)置 GM8125 子串口波特率為 19200bps，母串口波特率為（可命令字的內(nèi)容驗(yàn)證寫入結(jié)果是否正確）TR1=0;TH1 = 0 xff; TL1 = 0 xff; PCON=0 x80;TR1=1;/定時(shí)器 1 停止/裝入定時(shí)器 1 初值,設(shè)置主控 MCU 工作波特率為 115200bps/啟動定時(shí)器 1/*主控MCU 發(fā)送/接收程序*/ADD=0 x1f;P1=ADD;/子通道 1 發(fā)送地址/選

10、擇 GM8125 子通道 1 發(fā)送SBUF=SendBuffi; while(TI=0); TI=0;i+;（以此方式分別向 5 個(gè)子串口發(fā)送數(shù)據(jù)）REN = 1;（等待接收處理）void CommReceive(void)errupt 4if(RI)switch(P1&0 x07)case 0:/判斷 SRADD02 的狀態(tài)確定接收數(shù)據(jù)來自哪一個(gè)子串口3沈陽單片機(jī)開發(fā)網(wǎng)幫您精確掌握電子器件的使用細(xì)節(jié)ReceiveBuff0=SBUF;/讀命令字存入 ReceiveBuff0break; case 1:ReceiveBuff1=SBUF;break;。default: break; RI =

11、0;/子通道 1 接收的數(shù)據(jù)存入 ReceiveBuff1該的單通道模式適用于各從機(jī)不需要同時(shí)工作的系統(tǒng)，具體應(yīng)用方法在此不做詳述，請參考國騰微電子發(fā)布的GM812X 應(yīng)用手冊。四結(jié)束語利用 GM8123/25 進(jìn)行串口擴(kuò)展，有以下優(yōu)點(diǎn)：1、 控制簡單。該利用設(shè)置工作方式，最大限度地減少控制線，不需要占用太多主機(jī)的系統(tǒng)資源，同時(shí)又保證使用的簡便性。2、 應(yīng)用靈活。該具備兩種工作模式、多種工作波特率、10 位或 11 位數(shù)據(jù)幀長可選，用戶可根據(jù)自己的系統(tǒng)需求靈活選擇。3、 通用性強(qiáng)。該設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮各種用戶的需求，保證了的通用性，與標(biāo)準(zhǔn)串口通訊格式完全兼容，同時(shí)提供多種可選設(shè)置，適用于大多數(shù)串口通訊系統(tǒng)。4、 工作波特率高。該子串口在單通道模式下波特率支持 20Mbps，多通道模式下支持38400bps，此波特率完全能滿足一般的串口