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基于SPI的多串口扩展方案（1扩8）前言随着电子技术的发展，以微处理器（MCU），PC机组成的主从分布式测控系统已成为当今复杂的测控系统的典型解决方案。
单片机以其独特的串口通信功能为主，从设备之间的数据传输提供了便利。
但是51系列单片机只提供了一个全双工的串行通信接口，这对于一个实时性要求较高，测控功能复杂的系统而言是一个美中不足之处。
在我们设计的智能密集测控系统中，就需要测控工具有多个实时全双工的串行通信接口。
我们现在只能是选择有多个串口的单片机或者是进行串口扩展，选择多串口的单片机肯定成本比较高，而且局限性比较大；那么最好的方案还是进行串口扩展。
根据本人的对多款串口扩展芯片在性能、价格上的比较，个人认为维肯电子的VK3266这款串口扩展芯片还是相当不错的，下面我们就也VK3266来对单片机的串口进行扩展。
以单片机的一个串口，扩展为4个全双工的串口。
1、系统原理框图2、 硬件原理图硬件原理框图介绍：本设计主要依赖的硬件是2块VK3224串口扩展芯片实现一个spi 接口扩展8个uart 接口，外部电路实现简单。
主要是晶振电路，复位电路，spi 接口电路。
3、VK3224芯片介绍1.产品概述VK3224是SPI TM接口的4通道UART器件。
VK3224实现SPI桥接/扩展4个串口（UART）的功能。
扩展的子通道的UART具备如下功能特点：每个子通道UART的波特率、字长、校验格式可以独立设置，最高可以提供1Mbps的通信速率。
每个子通道可以独立设置工作在IrDA红外通信。
每个子通道具备收/发独立的16 BYTE FIFO，FIFO的中断为4级可编程条件触发点。
VK3224采用SOP20绿色环保的无铅封装，可以工作在2.5～5.5V的宽工作电压范围，具备可配置自动休眠/唤醒功能。
[注]：SPI TM为MOTOLORA公司的注册商标。
2.基本特性2.1 总体特性低功耗设计，可以配置自动休眠，自动唤醒模式宽工作电压设计，工作电压为 2.5V～5.5V精简的配置寄存器和控制字，操作简单可靠提供工业级和商业级产品高速CMOS工艺采用符合绿色环保政策的SOP20无铅封装2.2 扩展子通道UART特性子通道串口独立配置，高速、灵活：每个子串口为全双工，每个子串口可以通过软件开启/关闭波特率可以独立设置，子串口最高可以达到1M bit/s (5V工作电压)每个子串口字符格式包括数据长度、停止位数、奇偶校验模式可以独立设置完善的子串口状态查询功能FIFO功能：每个子串口具备独立的16级9Bits发送FIFO，发送FIFO具备4级可编程触发点每个子串口具备独立的16级9Bits接收FIFO，接收FIFO具备4级可编程触发点软件FIFO使能和清空FIFO状态和计数器输出错误检测：支持奇偶校验错，数据帧错误及溢出错误检测支持起始位错误检测内置符合SIR标准的IrDA红外收发编解码器，传输速度可达115.2K bit/s2.3 SPI主接口特性最高速度5M bit/s仅支持SPI从模式16位，SPI模式03.应用领域多串口服务器/多串口卡工业/自动化现场RS-485控制无线数据传输车载信息平台/车载GPS定位系统远传自动抄表（AMR）系统POS/税控POS/金融机具DSP/嵌入式系统4.原理框图图4.1 VK3224 原理框图5.封装引脚5.1封装图OSCOVCCRX3TX3RX1TX1GNDRX2TX2 5.2 引脚描述表5.2 VK3224 引脚描述。
串口扩展方案简介串口是计算机与外部设备进行数据交互的一种通信方式。
在某些场景下，需要扩展额外的串口来满足设备连接的需求。
本文将介绍几种常用的串口扩展方案，包括硬件扩展和软件扩展两种。
硬件扩展方案硬件扩展是通过增加硬件模块来实现串口的扩展。
下面介绍两种常用的硬件扩展方案。
方案一：串口芯片扩展一个常见的硬件扩展方案是使用串口芯片进行扩展。
这种方案主要通过在主板上添加一个或多个串口芯片，以增加额外的串口。
一般而言，串口芯片具有较好的兼容性和稳定性，并且能够支持多种串口协议。
常用的串口芯片有常见的UART芯片，常用的型号包括PL2303、CP2102等。
这些芯片一般支持USB接口，可以轻松地与计算机连接，方便进行数据传输。
方案二：扩展板另一种硬件扩展方案是使用扩展板。
扩展板是一种外部设备，一般通过插入到计算机的扩展槽口或接口上来实现与计算机的连接。
常用的扩展板类型包括PCI扩展板、PCIe扩展板和USB扩展板等。
PCI扩展板和PCIe扩展板适用于台式机等有PCI或PCIe插槽的计算机，可以通过插槽接口连接到计算机主板上。
而USB扩展板则适用于各种类型的计算机，通过USB接口与计算机连接。
使用扩展板进行串口扩展的好处是可以同时添加多个串口，满足多设备连接的需求。
同时，扩展板还可能提供其他功能，如并行端口、网络接口等。
软件扩展方案除了硬件扩展之外，还可以使用软件扩展方案来实现串口的扩展。
下面介绍两种常用的软件扩展方案。
方案一：虚拟串口驱动虚拟串口驱动是一种通过软件模拟串口功能的方案。
它将虚拟串口映射到计算机的物理串口或其他设备上，使得计算机可以像操作真实串口一样操作虚拟串口。
虚拟串口驱动通常是由一些软件开发人员开发的，并且提供了应用程序编程接口(API)，可以与设备驱动程序交互。
通过虚拟串口驱动，可以实现串口的创建、配置和通信等功能。
方案二：串口转以太网设备串口转以太网设备是一种通过网络连接实现串口扩展的方案。
基于SPI的多串口扩展方案（1扩8）前言随着电子技术的发展，以微处理器（MCU），PC机组成的主从分布式测控系统已成为当今复杂的测控系统的典型解决方案。
单片机以其独特的串口通信功能为主，从设备之间的数据传输提供了便利。
但是51系列单片机只提供了一个全双工的串行通信接口，这对于一个实时性要求较高，测控功能复杂的系统而言是一个美中不足之处。
在我们设计的智能密集测控系统中，就需要测控工具有多个实时全双工的串行通信接口。
我们现在只能是选择有多个串口的单片机或者是进行串口扩展，选择多串口的单片机肯定成本比较高，而且局限性比较大；那么最好的方案还是进行串口扩展。
根据本人的对多款串口扩展芯片在性能、价格上的比较，个人认为维肯电子的VK3266这款串口扩展芯片还是相当不错的，下面我们就也VK3266来对单片机的串口进行扩展。
以单片机的一个串口，扩展为4个全双工的串口。
1、系统原理框图2、 硬件原理图硬件原理框图介绍：本设计主要依赖的硬件是2块VK3224串口扩展芯片实现一个spi 接口扩展8个uart 接口，外部电路实现简单。
主要是晶振电路，复位电路，spi 接口电路。
3、VK3224芯片介绍1.产品概述VK3224是SPI TM接口的4通道UART器件。
VK3224实现SPI桥接/扩展4个串口（UART）的功能。
扩展的子通道的UART具备如下功能特点：每个子通道UART的波特率、字长、校验格式可以独立设置，最高可以提供1Mbps的通信速率。
每个子通道可以独立设置工作在IrDA红外通信。
每个子通道具备收/发独立的16 BYTE FIFO，FIFO的中断为4级可编程条件触发点。
VK3224采用SOP20绿色环保的无铅封装，可以工作在2.5～5.5V的宽工作电压范围，具备可配置自动休眠/唤醒功能。
[注]：SPI TM为MOTOLORA公司的注册商标。
2.基本特性2.1 总体特性低功耗设计，可以配置自动休眠，自动唤醒模式宽工作电压设计，工作电压为 2.5V～5.5V精简的配置寄存器和控制字，操作简单可靠提供工业级和商业级产品高速CMOS工艺采用符合绿色环保政策的SOP20无铅封装2.2 扩展子通道UART特性子通道串口独立配置，高速、灵活：每个子串口为全双工，每个子串口可以通过软件开启/关闭波特率可以独立设置，子串口最高可以达到1M bit/s (5V工作电压)每个子串口字符格式包括数据长度、停止位数、奇偶校验模式可以独立设置完善的子串口状态查询功能FIFO功能：每个子串口具备独立的16级9Bits发送FIFO，发送FIFO具备4级可编程触发点每个子串口具备独立的16级9Bits接收FIFO，接收FIFO具备4级可编程触发点软件FIFO使能和清空FIFO状态和计数器输出错误检测：支持奇偶校验错，数据帧错误及溢出错误检测支持起始位错误检测内置符合SIR标准的IrDA红外收发编解码器，传输速度可达115.2K bit/s 2.3 SPI主接口特性最高速度5M bit/s仅支持SPI从模式16位，SPI模式03.应用领域多串口服务器/多串口卡工业/自动化现场RS-485控制无线数据传输车载信息平台/车载GPS定位系统远传自动抄表（AMR）系统POS/税控POS/金融机具DSP/嵌入式系统4.原理框图图4.1 VK3224 原理框图5.封装引脚5.1封装图OSCOVCCRX3TX3RX1TX1GNDRX2TX25.2 引脚描述。
串口扩展方案概述串口是计算机与其他设备之间进行数据传输的一种常见的数据通信接口。
然而，由于现代计算机的功能越来越强大，往往需要连接多个外设，而单个串口的数量有限。
因此，为了满足多设备连接的需求，我们需要采取一些扩展方案来增加串口的数量。
本文将介绍几种常见的串口扩展方案，包括硬件方案和软件方案，并对它们进行比较和分析。
硬件方案1. 使用串口扩展卡一种常见的扩展串口的硬件方案是使用串口扩展卡。
串口扩展卡是一种插入计算机主板上的扩展卡，提供额外的串口接口。
可以使用PCI、PCI Express等接口将扩展卡与计算机主板连接。
使用串口扩展卡的好处是可以在计算机上增加多个串口，提供更多的外设连接接口。
同时，串口扩展卡通常具有较高的传输速率和稳定性，适用于需要高速数据传输的应用场景。
然而，串口扩展卡也存在一些局限性。
首先，使用串口扩展卡需要计算机具备对应的接口，例如PCI或PCI Express插槽。
其次，插入串口扩展卡可能需要打开计算机机箱，操作较为繁琐。
最后，串口扩展卡的成本较高，需要额外的投资。
2. 使用串口转换器除了使用串口扩展卡，还可以通过使用串口转换器来扩展串口。
串口转换器是一种将一种串口接口转换为另一种串口接口的设备。
常见的串口转换器包括USB转串口、RS232转RS485等。
使用串口转换器可以将计算机的USB接口或RS232接口转换为串口接口，从而实现串口的扩展。
与串口扩展卡相比，串口转换器的优势在于便携性和灵活性。
只要计算机具备对应的USB或RS232接口，就可以随时连接串口转换器进行串口扩展。
同时，串口转换器的成本较低，适用于小规模的串口扩展需求。
然而，使用串口转换器也存在一些限制。
由于转换器将一种接口转换为另一种接口，可能会引入一定的传输延迟和稳定性问题。
此外，串口转换器的数量有限，不能无限制地扩展串口数量。
软件方案除了硬件方案，还可以通过一些软件方案来实现串口的扩展。
1. 虚拟串口软件虚拟串口软件是一种软件工具，可以将计算机上的物理串口转换为虚拟串口，从而实现串口数量的扩展。
串口扩展方案随着IoT行业的不断发展，越来越多的设备需要通过串口接口进行数据通信。
然而，随着设备数量和复杂度的增加，传统单一串口接口已无法满足需求，因此，串口扩展方案应运而生。
一、传统串口接口存在的问题1.串口数量有限。
通常情况下，单片机的串口数量较少，只有2-3个，难以满足众多设备对串口的需求。
2.传输速率慢。
由于串口属于同步通信方式，数据传输速度受限于波特率，无法满足高速数据传输的需求。
3.线路长度受限。
串口通信的线路长度受限于数据传输速率和传输距离，过长的线路会导致数据传输的错误率增加。
二、串口扩展方案的应用为了解决传统串口接口存在的问题，一些公司推出了串口扩展方案，通常采用多路串口扩展芯片控制多个串口通信。
与传统串口接口相比，串口扩展方案有以下优点：1.多路串口同时工作，可扩展串口数量。
采用多路串口扩展芯片可同时控制多个串口，最多可扩展到数十个，可以满足多设备同时通信的需求。
2.高速数据传输。
通过采用高速串口扩展芯片，可实现高速串口通信，提高数据传输速率。
与传统串口通信方式不同的是，串口扩展方案支持异步通信方式，传输速度可达115200 bps。
3.传输距离较长。
采用串口扩展方案，可通过增加串口重复器等设备扩展传输距离，解决了传输距离有限的问题。
三、串口扩展方案的实现串口扩展方案通常由两部分组成：串口扩展芯片和串口重复器。
串口扩展芯片负责控制多个串口，实现多路串口通信。
串口重复器则负责扩展传输距离，可由多个串口级联来扩展传输距离。
目前市面上主流的串口扩展芯片包括CH341、CP2102、FT232等。
这些芯片具有高性能、稳定性好、价格低廉等特点，广泛应用于串口扩展方案中。
四、串口扩展方案的应用案例1.智能家居方案中的串口扩展智能家居设备通常需要通过串口进行通信，但一个家庭内通常需要大量智能家具，单一的串口无法满足需求。
串口扩展方案可以满足多个设备同时通信的需求，使智能家居方案更加智能化。
串口扩展方案总结行接口设备凭借其控制灵活、接口简单、占用系统资源少等优点，被广泛应用于工业控制、家庭安防、GPS卫星定位导航以及水、电、气表的抄表等领域。
在这些嵌入式系统中，可能会有很多从设备都通过串行接口与主机进行通信，如GPRS MODEM、红外发送和接收模块、RS485总线接口等。
这使得开发人员常常面临嵌入式系统中主机串行通信接口不足的问题，针对此问题，本文介绍了几种常见的解决方法。
软件模拟法软件模拟法可根据串行通讯的传送格式，利用定时器和主机的I/O口来模拟串行通讯的时序，以达到扩展串口的目的。
接收过程中需要检测起始位，这可以使用查询方式，或者，在端口具有中断功能的主机中也可以使用端口的中断进行处理。
接收和发送过程中，对定时的处理既可以使用查询方式也可以使用定时器中断方式。
为了确保数据的正确性，在接收过程中可以在检测异步传输的起始信号处加上一些防干扰处理，如果是无线传输系统，在接收每个位时可以采用多次采样。
对于有线系统来说，1次采样就够了，你看IIC，SPI等，谁去进行了多次采样。
如今软件模拟以其价格低廉,使用方便,已经成为一种潮流.但是不是所有的单片机都适合用来进行串口的软件模拟的.软件模拟的方法一般有两种,一种是读写I/O,另外一种是读写端口.很容易想到采用读写端口的方式模拟的方式,各串口的波特率必须保持一致.而且当各路数据的输入时间差只有那么几十微秒时,很容易造成数据丢失,虽然看上去这种方式也可以承受输入数据端短路的高数据量压力测试,但这种测试方法是刚好落在了该方案的最佳输入点上.所以真正的使用中是有几率出错的.而采用我们PDK80CXX系列在进行8路以下(4路全双工通讯)的串口模拟时,完全可以采用读写I/O口方式来完成,这样,我们可以非常轻松完成个子口的波特率不等的设置.而且可以达到非常高的速率,当外接8MHz的晶体时,3路子口的最高速度可以达到38400以上.我想就是38400的波特率一般的单片机也就足够了.俗话说,"打铁还需墩子硬",而我们PDK80CXX都是工业规格设计,超强的抗干扰性,超宽的高低温工作范围.不知道各位看官目前有没有用过可以在-40~+120摄氏度工作的单片机.所以采用PDK80CXX模拟串口扩展无疑是目前性价比最高的一种解决方案.利用并口转串口扩展串行口基于Intel8251的串行口扩展Intel8251是一种通用的同步/异步发送器(USART)，它的工作方式可以通过编程设置，并具有独立的接收/发送器。
串口和mcu之间接收数据的通信原理串口和MCU之间的通信是一种常见的数据传输方式，它在各种嵌入式系统中广泛应用。
本文将介绍串口通信的原理和MCU接收数据的过程。
串口通信是一种通过串行端口进行数据传输的方式。
串口通信利用串行通信接口将数据以位的形式进行传输，相比并行通信接口，串口通信只需少量的引脚即可实现数据传输，适用于资源有限的嵌入式系统。
串口通信一般包括两个主要部分：发送端和接收端。
在串口通信中，发送端将要发送的数据按照一定的规则转换为二进制位流，然后通过串口的发送引脚将数据逐位地发送出去。
接收端通过串口的接收引脚接收数据位流，并按照相同的规则将二进制位流转换为可读的数据。
MCU（Microcontroller Unit）是一种微控制器单元，它是一种集成了处理器核心、存储器、外设和各种接口的芯片，用于控制和驱动各种设备。
MCU通常用于嵌入式系统中，通过串口与其他设备进行通信。
MCU接收数据的过程如下：1. MCU通过配置串口的参数，如波特率、数据位数、停止位数等，来确保与发送端的通信参数一致。
2. MCU通过串口接收引脚接收数据位流，并将其转换为二进制数据。
3. MCU通过串口接收中断或轮询的方式获取接收到的数据。
4. MCU对接收到的数据进行处理，根据通信协议解析数据内容。
5. MCU根据解析结果进行相应的操作，如更新状态、执行控制命令等。
串口通信的原理是通过将数据转换为二进制位流进行传输，因此在通信过程中需要发送端和接收端保持一致的通信参数，如波特率、数据位数、停止位数等。
同时，为了保证数据的可靠传输，通常还需要使用校验位来检测和纠正传输错误。
在实际应用中，串口通信可以用于各种场景，如与外设设备的通信（如传感器、执行器等）、与上位机的通信（如PC、单片机等）、与其他嵌入式系统的通信等。
通过串口通信，MCU可以实现与其他设备之间的数据交互，从而实现各种功能和应用。
串口和MCU之间的通信是一种常见的数据传输方式。
单片机多串口扩展07计本三班汪庆0704013005设计要求：选定具体单片机，利用IO口模拟单片机的串口时序，该软串口具有修改波特率、设定串口通信数据格式等功能，对外提供串口电平。
报告要求：选定单片机和所有器件具体型号，报告需有设计过程、原理图、程序流程图和源程序。
功能分析: 针对大多数单片机都只有一个串口的局限,在多数情况下限制它们的应用。
利用单片机串口扩展技术,以MCS51 系列单片机8751 为例进行串行接口扩展,包括扩展两个独立的串口、一点对多点分时串口、单片机与RS232/ RS422/RS485 的串行通信接口。
实际应用证明,设计可靠, 稳定性好。
用多种方法进行串口扩展, 解决了单片机在串行通信系统中的串口局限问题。
关键词: 单片机; 串行接口; 串口扩展; 串行通信引言随着单片机技术的不断发展, 特别是网络技术在测控领域的广泛应用, 由单片机构成的多机网络测控系统已成为单片机技术发展的一个方向。
单片机的应用已不仅仅局限于传统意义上的自动监测或控制[ 1 ],而形成了向以网络为核心的分布式多点系统发展的趋势[ 2 ] 。
大多数单片机都只有一个串行接口, 在多数情况下限制了这些单片机的进一步应用。
要实现单片机在应用系统中的有效通信, 就必须利用单片机的串口扩展技术对单片机进行串口扩展。
单片机串口扩展是根据应用系统设计的需要, 把一个串口扩展为多个同类型的串口或一个串口扩展为多个不同类型( RS232/ RS422/ RS458) 的串口,或扩展两个独立的串口, 以便与不同接口的计算机或设备进行串行通信。
1 单片机串口扩展的硬件总体设计单片机与PC 机或外设的串行通信一般采用RS232/RS422/ RS485 总线标准接口[ 3 ] 。
为保证通信可靠, 在选择接口时必须注意通信的速率、通信距离、抗干扰能力、电平匹配和通信方式[ 4 ] 。
本文为了解决在单片机串行通信时遇到的串口问题, 以MCS51 系列单片机8751为例, 进行串口扩展, 其串口扩展的逻辑框图如图1 所示, 包括通过通信接口芯片8251 再扩展一个独立串口,通过16 ×1 的多路切换器CD4067 实现一点对多点分时串口通信, 以及通过电平转换器MAX232 , MAX488 ,MAX485 实现单片机与不同类型接口RS232/ RS422/RS458 的计算机或设备的串行通信。
UART多串口扩展器SP2338DP及其应用UART多串口扩展器SP2338DP及其应用摘要：SP2338DP是一种新颖的串口扩展器，可将一个高波特率的UART扩展为3个，解决了普通单片机UART串口太少的问题。
文中给出该器件的主要特性、引脚说明及应用说明，并以AT89C52单片机为例给出多串口扩展应用电路及相应软件。
关键词：UART串口扩展单片机1概述当前，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SP2338DP多串口扩展器，可很好地解决此问题。
2工作特性SP2338DP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UART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：*可将1个UART串口扩展为3个UART串口。
*全双工异步工作：4个UART串口都为全双工异步工作模式。
*高工作速度：1200——9600b/s（可由晶振频率设定任意非标准波特率）。
*波特率设置简单：不需软件设置，只需更改输入时钟频率即可。
*波特率误差小：每个串口的数据输出波特率误差小于0.25%.*接收波特率范围宽：要求每个串口数据波特率小于2.5%即可。
*数据传输误码率极低：小于10-9（接收的数据波特率误差小于2%时）。
*具有节电模式：进入节电模式后典型静态电流为0.5μA.*可自动唤醒：任意串口的接收端有数据出现时自动唤醒。
*宽工作电源电压：2.4——5.5V.*低工作电流：典型工作电流为4.4mA.3封装及引脚说明该器件具有DIP、SOIC和SSOP多种封装形式。
串口扩展方案在现如今的数字化时代，串口扩展方案成为了重要的解决方案之一。
随着人们对设备互联的需求不断增长，串口的数量往往成为了限制因素之一。
本文将探讨串口扩展方案的重要性以及适用的场景，并提供一些实用的解决方案。
1. 串口的重要性串口作为一种通信接口，广泛应用于各类设备之间的数据交互。
在工业控制系统中，串口用于连接PLC、传感器、执行器等设备，实现数据的采集和控制。
在通信领域，串口常用于调试和与外设的连接，例如模块的升级和配置。
可以说，串口在现代设备中扮演着重要的角色，但受制于硬件的限制，设备往往只提供有限的串口接口。
2. 串口扩展的需求在实际应用中，很多场景需要连接大量的串口设备，例如工业自动化中需要同时连接多个传感器和执行器。
此时，设备提供的有限串口接口无法满足需求，这就需要通过串口扩展方案来解决问题。
串口扩展方案可以通过添加外部设备或者使用插卡等方式来增加串口接口数量，提供更多的串口供应。
3. 常见的（1）串口扩展器串口扩展器是一种常见的硬件方案，它可以通过连接到设备的串口接口上，实现串口数量的扩展。
串口扩展器通常具有独立的电源和控制芯片，可以提供稳定的信号传输和控制。
通过串口扩展器，用户可以方便地连接更多的串口设备，同时保持原设备的串口接口不变。
（2）USB转串口适配器USB转串口适配器是另一种常见的串口扩展方案。
它可以通过连接到设备的USB接口上，实现串口与USB之间的互相转换。
使用USB转串口适配器，用户可以在不改变原有设备的情况下，通过USB接口连接串口设备。
USB转串口适配器通常具有小巧的外形和良好的兼容性，适用于普通计算机和移动设备等。
（3）网络串口服务器网络串口服务器是一种便捷的串口扩展方案，它通过将串口信号通过网络传输，实现远程访问和控制。
用户可以通过网络访问串口设备，实现数据的读取和控制。
网络串口服务器通常具有良好的兼容性和可扩展性，可以满足大规模的串口扩展需求。
4. 选择适合的串口扩展方案在选择串口扩展方案时，需要根据实际需求和应用场景进行综合考虑。
串口扩展方案在现代技术应用中，串口通信是一种非常重要的通信方式之一。
串口通信通过串口线连接设备，可以实现设备之间的数据传输和通信。
然而，在某些情况下，单个串口的数量可能无法满足需求，这时候就需要考虑串口扩展方案。
串口扩展方案是指通过一定的硬件和软件设计来扩展串口的数量，以满足特定应用场景的需要。
串口扩展方案通常包括硬件层面和软件层面两部分。
在硬件层面上，串口扩展方案通常需要使用串口扩展芯片或模块。
这些芯片或模块可以提供额外的串口接口，从而增加系统的串口数量。
常见的串口扩展芯片或模块有UART（通用异步收发器）、USB转串口模块、PCIe串口卡等。
这些设备通常具有多个串口接口，可以通过连接到主机来实现串口的扩展。
在软件层面上，串口扩展方案通常需要开发相应的驱动程序或库。
这些驱动程序或库可以与操作系统进行交互，实现对串口扩展设备的控制和数据传输。
同时，还需要开发相应的应用程序，以实现对扩展串口的应用和管理。
在软件层面上，串口扩展方案还可以利用现有的串口通信协议和通信方式，对扩展串口进行配置和控制。
串口扩展方案的应用非常广泛。
例如，在工业自动化领域，需要对多个设备进行串口通信，以实现设备之间的数据传输和控制。
串口扩展方案可以通过增加串口接口，使得多个设备可以同时进行串口通信，提高工作效率和通信质量。
此外，在物联网领域，需要对多个传感器进行数据采集和通信，串口扩展方案可以通过增加串口接口，方便传感器与终端设备之间的数据交互。
然而，串口扩展方案也存在一些挑战和考虑因素。
首先，需要根据实际需求选择合适的串口扩展设备。
不同的设备有不同的接口和性能特点，需要根据具体需求进行选择。
其次，在开发软件层面时，需要考虑兼容性和稳定性问题。
在不同的操作系统和平台上，可能需要针对不同的硬件和接口进行相应的驱动程序和应用程序的开发。
总之，串口扩展方案是一种有效的手段来满足特定应用场景下的串口需求。
通过合理选择硬件设备和开发相应的软件，可以实现串口的扩展和应用。
基于多单片机的串口扩展设计论文基于多单片机的串口扩展设计论文1 前言笔者在用单片机开发一款称重仪表时，功能较多，对串口的需求很高。
需要的串口数量多，至少要五个串口，包括称重传感器通信串口，电脑上位机通信串口，GIM900A 通信串口，大屏幕数码管显示的通信串口，打印模块的通信串口等。
而且对串口要求稳定性高，大部分串口都要求实时双工通信。
根据实际情况和产品串口需求，采用不用的方法进行串口扩展，主要用到了模拟串口和多单片机实现串口扩展。
2 串口扩展的一般方法(1)模拟串口。
模拟串口利用其他单片机引脚模拟串口收发时序进行串口扩展。
这种串口扩展，缺点比较明显，通信速率慢，可靠性不高，占用CPU 资源较多。
高速双工通信时一般不用此方案进行串口扩展，低速情况下可以考虑。
笔者的项目中大屏幕数码管显示就用了这种方案，显示的时候只发不收，单向通信，波特率要求低，最高不过9600bps。
(2)利用专门的串口扩展芯片处理。
串口扩展芯片进行串口扩展，通信稳定性高，能达到一般的串口要求。
市场上的串口扩展芯片，性能不同，价格也不一样，但普遍成本较高，少则二三十元，多则七八十元，不利于产品的成本控制。
串口需求较多时，一块串口扩展芯片上串口数量不足，还需要多块串口扩展芯片级联，更增加了成本。
(3)利用多串口单片机。
目前市场上有多串口的单片机，很多低成本单片机都自带两个串口，比如stc12 多串口系列。
用三串口及其以上的单片机成本更贵。
(4)基于多单片机的串口扩展设计。
在一定成本要求下，结合目前单片机产品自身的优势，利用多单片机进行串口扩展，也是一种串口扩展的方案。
一般c51 系列单片机自带双串口的只要几元钱，完全可以把单片机用来做串口扩展，而且有的单片机自带spi 通信接口，可以很方便的实现主从单片机之间的级联和通信，同时双单片机工作时，可以利用从单片机处理一定的程序，减轻主单片机的负担，达到“双核”效果。
3 基于多单片机的串口扩展设计3.1 串口扩展系统框图整个系统由两块单片机构成主从结构，主机完成产品的大部分功能，从机只是进行了串口扩展，扩展出了两个双工硬件串口，如果有需要，也可以分担部分主机的其他功能。
VK32系列多总线UART串口扩展芯片的原理和应用(上)2022-03-23 19:27摘要：UART以其简单可靠，抗干扰强，传输间隔远，组网方便，被认为是嵌入式系统中进展串行数据传输的最正确方式。
本文介绍了专为嵌入式系统设计的VK32系列新型多总线接口UART器件的原理及应用技术。
1．嵌入式系统中串口扩展的需求：而在嵌入式领域，由于UART具有操作简单，工作可靠，抗干扰强，传输间隔远〔组成485网络可以传输1200米以上〕，设计人员普遍认为UART是从CPU或微控制器向系统的其他部分传输数据的最正确方式，因此它们被大量地应用在工业、通信、和家电控制等嵌入式领域。
通常MCU/CPU都会自带一个UART串口，但实际应用中一个串口往往不够用，需要进展UART串口扩展。
目前的大多数UART器件是以计算机总线转换UART为应用根底的，其通用性、管脚、存放器与20年前很少改变，针对嵌入式应用，目前的UART器件普遍存在操作复杂，引脚多，价格较高等弱点，不能满足和适应的嵌入式系统开展的需要。
针对嵌入式系统中UART的开展趋势，维肯电子设计推出了VK32XX系列新型多总线接口UART器件，其特点为：1支持8位并行总线，SPI总线，UART等多种主机总线接口：8位并行总线接口产品可以替代目前广泛使用的16C55X系列UART用于为8位，16位，32位MCU进展UART串口扩展。
VK32系列8位并行总线接口UART产品采用了精简控制存放器设计〕，并通过管脚复用减少了芯片管脚，简化的软件设计和PCB设计都更适宜嵌入式系统需求。
SPI接口总线系列产品为带有SPI接口的DSP、MCU实现同步SPI串口到异步UART串口的桥接和扩展，尤其针对目前广泛应用的DSP系统，大多数DSP都只有同步串口，只能用于与具有同步通信接口的外设进展通信。
V32系列SPI 总线接口可以将一个SPI同步串行接口桥接/扩展成为1～4个通用异步串口，方便的实现DSP和外设的异步串行通信。
用多路复用器扩展MCU串口
王海卫; 裴先登; 谢长生
【期刊名称】《《电子产品世界》》
【年(卷),期】2001(000)011
【摘要】实时性强、可靠性高的串行通信解决方案对现代大型通信、控制系统具有重要意义。
本文针对目前广泛使用的微控制器提出了一种能大幅提升系统串口通信实时性、可靠性串口扩展方案。
【总页数】2页(P39-40)
【作者】王海卫; 裴先登; 谢长生
【作者单位】华中科技大学计算机学院外存储国家专业实验室
【正文语种】中文
【中图分类】TP3
【相关文献】
1.基于DSP的串口扩展及多协议异步串口设计 [J], 吴俊伟;金春竹;王小旭;李绵伟
2.飞思卡尔推出Kinetis KW2x无线MCU进一步扩展其MCU产品组合 [J], 周鑫
3.TMS320VC33扩展异步串口及串口通信的实现 [J], 雷平;缪玲娟;沈军
4.TMS320VC33扩展异步串口及串口通信的实现 [J], 雷平;缪玲娟;沈军
5.用多路复用器扩展MCU串口 [J], 王海卫; 裴先登; 等
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WK系列通用异步串口UART产品产品介绍：WK提供目前业界收发缓存最大、接口最全、尺寸最小的高性价比UART 器件，芯片内置多种总线数据转换处理协议，为工业和便携设备等嵌入式系统提供先进的串口扩展器件。
产品特点:}接口最全：--WK系列UART产品主接口支持UART、I2C、SPI、8位并行总线可选--业内独创通过标准三线UART串口扩展UART技术。
}收发缓存最大：--每个扩展串口具备256级收发独立FIFO--支持超时中断和任意可设置FIFO触发点中断--防止串口通信数据溢出，减少CPU响应中断次数---有效提高基于嵌入式OS系统中串口通信的实时性和可靠性。
}封装最小：--系列产品采用SSOP16/20，QFP44，QFN24/32封装--WK2204采用4*4mm的QFN24封装，为业界最小的4通道低电压UART --WK2166为QFP44封装，为业界最小的工业级宽电压4通道UART}主接口特性：--UART接口：波特率自适应技术，最高速率2Mbps,支持16字节连续收发；--SPI接口：从模式，最高速率10Mbps，支持256字节连续收发；--IIC接口：从模式，最高速率1Mpbs，支持16字节连续收发--8位并口：标准8位总线模式，最高速率10MBps,仅占用2个地址空间}扩展串口特性：--系列产品支持2-4个扩展标准串口可选--每个扩展串口波特率、字长、校验格式可以独立设置，并可单独软件复位；--扩展串口最高通信速率可达2Mbps；--扩展串口可以支持RS485自动收发，自动485网络地址识别；--可设置为SIR标准的IrDA红外通信模式，速率可达115.2kbps。
}设计资源和支持：--Linux/Android 系统级串口驱动，参考源代码--8051，STM32 应用参考源代码--EVB开发评估板产品应用：l移动便携设备：行业PDA、行业平板、移动收款机、便携数据采集终端l工业控制：串口服务器、自动化现场控制、POS机、工业机器人，无人机l仪器仪表：智能仪表、AMR远传抄表设备、工业/医疗采集仪器l通信设备：工业网络通信设备、串行基站控制器、串行通信终端l汽车电子：车载导航系统、停车管理系统、汽车安全行驶记录仪（黑匣子）l智能硬件：智能家居控制设备、可穿戴采集设备、智能安防，智能家电产品选型：WK21系列宽电压产品系列，工作电压2.5-5.0V ，适合工业级应用。
用多路复用器扩展MCU串口
多微控制器(MCU)／微机组成的分布式、主从式系统是现代复杂通信、控制系统的典型解决方案。
分布式环境下的多机协同，要求系统状态和控制信息在多机间进行快速传递,这通常借助简单有效的串行通信方式。
现有的微控制器一般所带的串行接口非常适用于点对点通信的场合；但对于实时性要求高的多机通信场合，这类接口必须在串口数量和功能上进行扩展，才能满足对实时性要求较高的应用场合的需要。
本文讨论了一种适用于多机实时环境下的、新的可重配置串口扩展方案。
图１为本方案框图。
多路复用器是本方案的硬件核心。
方案的要点是利用Mux动态地将MCU的串口在串行通道间切换，以达到串口扩展的目的。
本文中MCU 以89C51为例，Mux 以MAX353为例。
MAX353 是Maxim公司推出的高性能多路复用器，实际可构成两对单刀单掷模拟开关，两对开关状态由一个引脚控制。
MAX353基本参数为导通电阻小于35Ω；导通时间小于175ns，关断时间小于145ns。
以上参数完全满足本方案的使用要求。
以下介绍本串口扩展方案的基本工作原理。
两串行通道和MAX353、89C51的连接两串行通道CH1,CH2通过多路复用器MAX353接到89C51的串口，多路复用器MAX353由89C51的一个I/O引脚控制。
其中串行通道CH2的输出TXD2同时接到89C51的外部中断输入请
求INT0或INT1上。
为了适应各种串口通信协议的需要，可在电路中加上电平转换器件，如图1所示。
中断源的使用和设置CH1仍旧使用串口中断，而CH2使用外部中断INT0或INT1（下面以INT0为例）。
当CH2有信息来时，TXD2上将出现起始标志：。
