串口擴展芯片gm8123-25原理和應用

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

2、產(chǎn)品。在僅使用單片機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。而多串口單片機也同樣存在價格高的缺點。另一種串口擴展方案就是用實現(xiàn)，模擬串口存在的缺點有：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；二是不能實現(xiàn)高波特率通訊，國騰微電子模擬串口一般不能實現(xiàn)高于 4800 bps 的波特率。推出的 GM8123/25 系列串口擴展全硬件實現(xiàn)串口擴展，保證了工作的穩(wěn)定性，設計的最高波特率完全能滿足一般系統(tǒng)需求，同時占用系統(tǒng)資源少，使用方法簡單，通訊格式可設置，與標準串口通訊格式兼容，利用該系列是性價比較高的串口擴展方案。

3、實現(xiàn)串口擴展二GM8123/25 介紹2.1 產(chǎn)品特點采用寫控制字的方式對進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（GM8123）或 5 個（GM8125）數(shù)據(jù)采樣率 16 次/BIT，確保數(shù)據(jù)采樣的準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與標準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，符合工業(yè)級標準2.2 功能描述GM8123 可擴展 3 個

4、標準串口，GM8125 可擴展 5 個標準串口，可以通過設置工作波特率和數(shù)據(jù)幀長。通過外部引腳選擇串口擴展模式：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沈陽單片機開發(fā)網(wǎng)幫您精確掌握電子器件的使用細節(jié)單通道模式下，無需設置的通訊格式，子串口和母串口以相同的波特率工作，一個時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不需要同時通訊并且通訊過程完全由主機控制的系統(tǒng)。多通道模式下，允許所有子串口同時與母串口通訊，母串口以子串口波特率的 4 倍（GM8123）/6

5、倍（GM8125）工作，發(fā)送時由地址線選擇發(fā)送數(shù)據(jù)的子串口，接收時子串口能主動響應從機發(fā)送的數(shù)據(jù)，由母串口發(fā)送給主機，同時由地址線返回接收到數(shù)據(jù)的子串口地址，主機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)是從哪一個從機送來的。多通道模式使每個從機的發(fā)送要求都能被及時地響應，即使所有從機同時有發(fā)送要求，數(shù)據(jù)也不會丟失，基本實現(xiàn)了主控單元和外設通訊的實時性。多通道模式適用于從機向主機發(fā)送數(shù)據(jù)的時間不可控并且有實時性要求的多機通訊系統(tǒng)。（詳細情況查看國騰微電子發(fā)布的 GM8123/25）三應用說明以下一個系統(tǒng)為例，用 GM8125 說明該系列實現(xiàn)串口擴展的方法：一個系統(tǒng)中有 5個從機需要

6、與主機進行串行通訊，5 個從機通訊波特率均為 19200bps,主機首先向所有從機發(fā)送一個字節(jié)數(shù)據(jù)作為對從機的控制命令，從機收到數(shù)據(jù)并進行處理后立即向主機返回相關數(shù)據(jù)。根據(jù)系統(tǒng)要求看出，從機發(fā)送數(shù)據(jù)的時間根據(jù)其處理時間而定，不受主機控制，所以 GM8125 要工作在多通道模式下，即允許所有子串口同時工作。單片機與 GM8125 接口，統(tǒng)利用 GM8125 為主機 89C51 擴展出 5 個串口。GM8125 引腳說明：RST：復位引腳，低電平有效。復位后默認子串口工作波特率為 1200bps，數(shù)據(jù)長度為11 位（帶校驗位）；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;/指定定時器 1 工作在方式 2/開串行口中斷2沈陽單片機開發(fā)網(wǎng)幫您精確掌握電子器件的使用細節(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/裝入定時器 1 初值,設置主機工作波特率為 7200bps/對GM8125 進行復位操作/延時子程序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)容驗證寫入結果是否正確）TR1=0;TH1 = 0 xff; TL1 = 0 xff; PCON=0 x80;TR1=1;/定時器 1 停止/裝入定時器 1 初值,設置主控 MCU 工作波特率為 115200bps/啟動定時器 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)來自哪一個子串口3沈陽單片機開發(fā)網(wǎng)幫您精確掌握電子器件的使用細節(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不需要同時工作的系統(tǒng)，具體應用方法在此不做詳述，請參考國騰微電子發(fā)布的GM812X 應用手冊。四結束語利用 GM8123/25 進行串口擴展，有以下優(yōu)點：1、 控制簡單。該利用設置工作方式，最大限度地減少控制線，不需要占用太多主機的系統(tǒng)資源，同時又保證使用的簡便性。2、 應用靈活。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。該設計時充分考慮各種用戶的需求，保證了的通用性，與標準串口通訊格式完全兼容，同時提供多種可選設置，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