1扩3串口扩展芯片sp2338数据应用手册

1、SP2338 数据应用手册1概述SP2338 系采用低功耗 CMOS 工艺设计的通用异步串行口 UART扩展集成电路 它可轻松将任意 8 位 16 位以及 32 位单片机等 如 AT89C52等原有的一个 UART 串行口扩展成 3 个全新的全双工 UART 串行口 3 个子串口的波特 率最高可达 9600bps所有 UART 串行口可同时独立接收数据和发送数据SP2338 主要为解决大多数UART 串行口 而特别设计的单片机 UART 接口太少 绝大多数只有一个低功耗 UART 串行口扩展与其他多串口单片机及 UART 扩展具有如下特点 不用的开发工具和开发环境集成电路相比 采用 SP233

2、8 实现的多串口单片机解决方案和学习新的开发工具 仿真器 编程器等 完全利用原有使用极简单 上电后即可立即接收数据和发送数据 不需任何初始化性价比极高 售价不到同类产品的 35%稳定性远高于许多同类产品程序调试非常简单 建议直接使用我公司免费提供的开发包 开发周期一般不会超过一个小时可以大幅降低开发成本和生产成本加快产品上市23特性宽工作电压低工作电流高工作速率使用极简单全双工工作有节电模式可自动唤醒输出误差小接收范围宽误码率极低应用领域2.7V5.5V典型电流 4.4mA子串口为 9600bpsVCC=5.0V 1200bps9600bps( 可由晶振频率设定任意非标准波特率)不需要任何初始

3、化设置 上电即可立即工作母串口和所有子串口都支持全双工 UART 传输模式进入节电模式后典型静态电流约为 0.5uA任意串口的接收端接收到数据时自动唤醒每个串口的数据输出波特率误差小于 0.25%每个串口的数据波特率误差小于 2.5%即可正确接收小于 10 9(接收的数据波特率误差小于 2%时)第工业控制仪器仪表智能家电医疗设备税控加油机商业机家庭安防控制车辆调度工业 MODEM 阵列GSP定位 导航有线及无线数据传输基于 PC 机的多串口卡水 电 气表抄表系统室外多电子牌其他对通信稳定性 成本和开发周期敏感的各种应用需要同时进行多路光电传输的系统设备一个RS232光电器可以同时实现母串口和

4、3 路 UART 子串口的电气引脚说明4123456789181716151413121110ADRO0ADRI0ADRO1ADRI1VCCOSCIVCCOSCOGNDVCCRX0TX0RX3TX3RX1TX1RX2TX2图 1DIP 及 SOIC 封装第表 15设计选型SP2338XXXABC表 2第代码内容A一个 UART 串口扩展为三个 UART 串口芯片系列(高速系列)BDP双列直插封装SO双列表面贴片封装CC民用级 0C 70CI工业级 -40C 85C管 脚名 称管 脚编 号管 脚类 型说明ADRI018Input输入地址 0(与单片机的输出地址线 0 连接)ADRI117Inpu

5、t输入地址 1(与单片机的输出地址线 1 连接)ADRO01Output输出地址 0(与单片机的输入地址线 0 连接)ADRO12Output输出地址 1(与单片机的输入地址线 1 连接)RX06Input串口 0 数据接收输入口TX07Output串口 0 数据发送输出口RX18Input串口 1 数据接收输入口TX19Output串口 1 数据发送输出口RX211Input串口 2 数据接收输入口TX210Output串口 2 数据发送输出口RX313Input串口 3 数据接收输入口TX312Output串口 3 数据发送输出口OSCI16Input时钟输入OSCO15Output时钟输

6、出VCC3414-电源GND5-地6功能框图图 2功能框图7应用说明SP2338 适用于一个起始位八个数据位 一个停止位的多串口单片机系统 如果采串口单片机可实现最多 6 个 UART 串行口的单片机系统母串口和所有子串口都有独立的数据发送缓冲器 FIFO Buffer和接收缓冲器 FIFO Buffer并且所有 UART 串行口都支持全双工异步传输模式即所有串行口都可以同时独立接收和发送数据且不会丢失任何数据母串口波特率子串口波特率K1 = 1920 * Fosc_inK2 = 480 *Fosc_inFosc_in 按照MHz计算 且Fosc_in注20.0MHz用户可以通过改变 Fosc

7、_in 的方式获得各种标准和非标准波特率母串口和所有子串口都是 TTL 电平接口 可直接与其他单片机或 TTL 数字电路第匹配 如需连接 PC 机等必须增加电平转换如 MAX202MAX232 等上位机通过改变 ADRI1ADRI0 地址线状态的方式选择 3 个子串口中的任意一个 3 个子串口的地址分别为0001睡眠指令10地址11用于执行以及后续产品中SP2338本身的复位指令延时指令的喂狗指令 等上位机可通过所有指令向后兼容复位指令 命令字为 0 x35或 0XB5在任何时候让复位时间 Treset 30mS复位在绝大部分应用中用户不必理会该复位指令睡眠指令 命令字为 0 x55或 0XD

8、5让 SP2338不会上位机也可通过自动进入微功耗睡眠模式以降低系统功耗 上电后用户不执行睡眠指令自行进入睡眠模式 据即可将 SP2338 唤醒的数据将不会被 MCU唤醒条件 向 RX0RX3 中的任意一个接收端口写任意数由于 SP2338 的唤醒时间需要 25mS 左右 故用于唤醒接收建议下面流程唤醒 SP2338先发送一个字节数据如0X66上位机向NOP指令延时 25mS 后即可进行正常的数据传输用于唤醒11地址发送0X00是一条延时指令也可以认为是一条用于确定上位机什么时候可以向某个子串口发送下一个字节数据未使用的输入端口如: RX0RX1RX2 等必须连接到 VCC未使用的输出端口 如

9、 : TX0TX1TX2 等必须悬空 未使用的 ADRI0ADRI1 必须连接到 GNDMCU上位机 收 发数据时序上位机接收来自母串口 TX3的数据 MCU 从 TX3 接收到一个字节SP2338 的输出地址 ADRO0ADRO1 的状态 建议 MCU 采用中后 应立即断方式接收来自 TX3 的数据MCU 根据ADRO0ADRO1 的状态即可判断接收到的数据来自哪个子串口 参见图 6上位机向母串口 RX3发送数据上位机通过 I/O 口写子串口地址ADRI0ADRI1子串参见图 5上位机将欲发送的数据由自己的串口发出注意 母串口的波特率是子串口的 4 倍 即上位机连续向母串口 RX3发送 4

10、个字节的时间 子串口 TX0TX1 或者 TX2才能发送完一个字第SP2338 底层驱动函数包 C51 源代码可使你的产品开发周期大幅缩短 最快可以使你在一个小时之内让你的 89C52 成为 3 串口单片机数据的编程说明下面是三串口发送A如上位机只需要向一个子串口发送数据 可先向该串口发送一个字节数据 再执行 4 条 NOP指令 向 11地址写 0X00其后再向该子串口发送下一个字节数据 再执行 4 条 NOP指令 以此方式循环发送即可B如果上位机需要向两个串口分别发送两个数据块 则可以先分别向两个相应的子串口发送一个字节的数据后 再执行 3 条 NOP指令 再分别将两个数据块的下一个字节发送

11、到两个子串口 C如果上位机有三个数据块需要分别向三个子串口发送 则可以先向三个子串口分别发送一个字节的有效数据后 再执行 1 条 NOP指令串口发送有效的数据 具体设计时只需要参考图 7 即可很快完成串口部分的程序设计再循环向三个子8参考电路VCCVCC0.1uF0.1uFTXD RXDRX3RX0TX3TX0AT89C52 P2.3 P2.2 P2.1 P2.0SP2338RX1ADRO_1 ADRO_0 ADRI_1ADRI1TX1ADRI0ADRO1RX2 TX2ADRI_0ADRO011.0592 MHz1522pF x 220.0 MHz 1522pF x 2图 3第节 参见图 7建

12、议在产品设计过程中参考或直接调用我公司免费提供的配套的9操作时序Wake up dataDATA 0RX0RX2RDRX3Twake_up芯片自动唤醒图 4ADRI01Address nAddress n+1Taddr_inTaddr_inDATA nDATA n+1RX3D母串口 RX3图 5接收数据TX3DDDATA nDATA n+1Taddr_holdTaddr_holdADRO01Address nAddress n+1母串口 TX3发送数据图 6表 3操作时限注 Fosc_in 的单位是 MHz第内容说明最小值典型值最大值Taddr_in数据接收地址保持10 nS-Twake_up

13、芯片唤醒延时25 mS-Taddr_hold数据发送地址保持( 3/Fosc_in ) mS-0D1D2D3D4D5D6D70D1D2D3D4D5D6D70D1D2D3D4D5D6D7D0D1D2D3D4D5D6D70D1D2D3D4D5D6D7D0D1D2D3D4D5D6D7X110流程图YRI=1Nuart_pointer=?= 1= 2=034N子串口n 缓冲区中的数据已发送完?Y其他子串口数据也已发送完NY= 1= 20上位机数据接收流程图图 7第退出中断将上位机接收到的数据存入子串口 2 接收缓冲寄存器置子串口 2 接收到数据标志将上位机接收到的数据存入子串口 1 接收缓冲寄存器置子

14、串口 1 接收到数据标志将上位机接收到的数据存入子串口 0 接收缓冲寄存器置子串口 0 接收到数据标志输入地址=RI=0UART 接收退出中断uart_busy 置 0 (MCU 不会再次进入发送中断)置发送地址 11发送 0 x00 uart_busy 置 1置子串口n 的输出地址 n缓冲器指针减 1发送缓冲器中的一个数据 uart_busy 置 1 (主程序通过该标志位决定数据发送)置 NOP 指令地址 11 发送 0X00 uart_busy 置 1 (用 NOP 指令可巧妙地解决子 母串口波特率匹配的问题)Process sub- serial port nNOPinstruction

15、NOPinstructionProcess sub- serial port 2Process sub- serial port 1Process sub- serial port 0uart_pointer=0uart_pointer+1uart_pointer+1uart_pointer+1uart_pointer+1TI=0UART 接收上位机 UART中断入口11SP2338 极限参数工作温度 0C70C 或-40C 85C 可选存储温度-65C150C工作电压 6.0V最大功耗 0.8 W12直流电气特性测试温度 0C70CVCC=5.0V5%GND=0V表 4第特性最小值典型值最大值单位测试条件工作电压2.45.5V输入低电平GND0.8V输入高电平2.0VCCV输入漏电流-1.00.AInput pin at VCC or GND输出低电平0.7VIOL=5.0mA输出高电平3.7VIOH=4.0 mA输入时钟 1DC20.0MHzVCC=5.0V输入时钟 2DC16.0MHzVCC=3.0VOSCI 口输入 低电平GND1.55VVCC=5.0VOSCI 口输入 高电平3.45VCCVVCC=5.0V工作电流 11.21.7mAFosc=4.0MHz Input pin at VCCOutput pin floating工作电流 24.47.6mAFo