| 在由單片機組成的汽車行駛記錄儀中,為了適應不同用戶的需要,該記錄儀需要配置串口打印、與上位機通信串口,以及與GPS通信接口等三個以上（含三個）串口,直接利用單片機的功能特點,無法滿足這一需要。利用一片SP2338則可以很好地解決這個問題。 1.SP2338簡介
SP2338串口擴展芯片能將普通的51系列單片機的一個串口擴展為三個獨立的全雙工串口,并且三個串口的波特率達到了9600bps。SP2338采用通用的協(xié)議1個起始位,8個數(shù)據(jù)位,1個停止位）,同時,該芯片在與單片機相連時接口也非常簡單。
SP2338共有四個串口,一個母串口,三個子串口,它們都是全雙工的串行通信口,允許同時接收和發(fā)送數(shù)據(jù)。母串口與需要擴展的51單片機的串口相連,子串口與其他串口設(shè)備相連,這樣就實現(xiàn)了只有一個串口的單片機可與三個串口設(shè)備相連。 SP2338有兩根發(fā)送地址線,兩根接收地址線,用以選擇發(fā)送串口和接收串口,見圖1。 
當單片機要向串口設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)時,其工作過程是：
1） 先向SP2338的串口地址線ADRI0、ADRI1送地址信號（ADRI0、ADRI1=00子串口0,ADRI0、ADRI1=01子串口1,ADRO0、ADRO1=10 子串口2）;再向與自已相連的母串口的通信線上送數(shù)據(jù);
2） SP2338的母串口收到單片機串口送來的數(shù)據(jù)后就根據(jù)ADRI0和ADRI1的狀態(tài),把數(shù)據(jù)送往相應的子串口;
3）該子串口再把數(shù)據(jù)送往相連的串口設(shè)備。
當串口設(shè)備向單片機發(fā)送數(shù)據(jù)時,其工作過程是：
1）SP2338的某個子串口從串口設(shè)備接收到數(shù)據(jù)時,送給母串口;
2）SP2338的母串口把該數(shù)據(jù)再送給單片機串口,同時在ADRO0和ADRO1線上送出子串口的地址;
3） 單片機根據(jù)SP2338接收地址線ADRO0、ADRO1上的信號判定出由哪個串口設(shè)備發(fā)出的。
由于SP2338的每個串口都有自己的發(fā)送緩沖區(qū)和接收緩沖區(qū),因此擴展后的三個串口就可以完全獨立地同時通信,就好像單片機同時擁有三個串口似的,若一個單片機有兩個串口,那么配上兩片SP2338就可以擴展到6個串口。
SP2338每個子串口的波特率都可以達到9600bps,SP2338工作時需要配一個晶振,該晶振F OSC的頻率與母串口的波特率有如下關(guān)系：
K母=1920*Fosc,
與子串口波特率的關(guān)系如下：
：K子=480*Fosc,
因此,如果子串口采用9600波特率, 根據(jù)以上公式,Fosc=20MHz。而母串口的波特率必須達到388400bps。這樣與SP2338的母串口相連的單片機串口的波特率達到388400bps,若單片機采用非11.0592M 的工作晶振,則波特率會有偏差,不過,SP2338允許波特率誤差為2.5%。在我研制的汽車行駛記錄儀中,系統(tǒng)采用的是24MHz的工作晶振,用定時器2作波特率發(fā)生器,并設(shè)：RCAP2H = 0xFF,RCAP2L =0xEC,可以正常通信。
由于某些單片機采用其他規(guī)格的晶振工作,達不到這么高的波特率,想把母串口的波特率降下來,則不僅僅是把單片機的波特率降下來,還要根據(jù)上面的公式,重新計算Fosc,把SP2338的工作晶振也換成合適的才行。
2.SP2338在汽車行駛記錄儀中應用
1）圖2是硬件連接邏輯圖
由于SP2338是單片機串口與其他串口設(shè)備的轉(zhuǎn)接者,因此相對于單片機來說,SP2338是Tx3與單片機的RXDM相連,SP2338的Rx3要與單片機的TXDM相連。
2） 軟件實現(xiàn)
由于SP2338一上電就能正常工作,不需要任何初始化操作,因此不需要在軟件中初始化。而SP2338的母串口與三個子串口是循回連續(xù)交換數(shù)據(jù)的,因此,
① 當SP2338從串口設(shè)備接收到數(shù)據(jù)通過母串口送到單片機的串口線上時,單片機應及時把數(shù)據(jù)讀走,并且判定ADRO0和ADRO1的狀態(tài),否則容易造成數(shù)據(jù)的錯誤。因此在單片機上要用串口中斷。
② 當單片機向外部串口設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)時,一定要按照先向子串口0發(fā)送一個字節(jié)的數(shù)據(jù),再向子串口1發(fā)送一個字節(jié)的數(shù)據(jù),再向子串口2發(fā)送一個字節(jié)的數(shù)據(jù),再執(zhí)行一條NOP命令的時序發(fā)送數(shù)據(jù),依此循環(huán)。若外部的串口設(shè)備沒有三個,則分別如下處理：
A．若上位機只需向一個子串口發(fā)送數(shù)據(jù),先向該串口發(fā)送一個字節(jié)數(shù)據(jù),再執(zhí)行4條‘NOP’命令,其后再向該子串口發(fā)送第二個數(shù)據(jù)。
B．若上位機只需向兩個子串口發(fā)送數(shù)據(jù),則可以分別向兩個串口發(fā)送一個字節(jié)的數(shù)據(jù),再執(zhí)行3條NOP命令,再分別向這兩個串口發(fā)送下一字節(jié)的數(shù)據(jù)。
串口中斷流程圖3所示。
 4.結(jié)語
我在研制汽車行駛記錄儀中使用了一片SP2338,把單片機一個串口擴展成三個全雙工的串口,使汽車行駛記錄儀可以與串行打印機、上位機和GPS等串口設(shè)備進行通信,符合國家GBT/19056-2003《汽車行駛記錄儀》標準的相關(guān)規(guī)定,取得了滿意的效果。 參考文獻
1 徐愛鈞,彭秀華. 單片機高級語言C51應用程序設(shè)
計. 電子工業(yè)出版社,1998
2 馬忠梅等.單片機的C語言應用程序設(shè)計.北京航空
航天大學出版社,2000年修訂版
3 SP2338 DATA SHEET |
66821730(技術(shù)支持)
