串口扩展方案

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：。

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。

《电子线路CAD实习》实习课题五：RS232串行口扩展设计一、功能要求利用MAX232芯片实现将一路RS232串行输出信息扩展为八路RS232串行输出信息。

二、原理设计根据电平匹配和输出要求选择实现方案，设计出系统原理图，并进行参数计算和元器件选择，说明电路的工作原理。

三、设计要求1）在所选原理图中要有自己绘制的元件符号；2）利用自动布局、自动布线的方法，将原理图转换为印刷电路板图；3）印刷电路板图上的元件要按工艺要求和电气性能进行排列，布线率要求100%；4）电源线的宽度为20mil，接地线的宽度为30mil，其余接线宽度为10mil，并分别将电源、接地、输入、输出等端用接插件或焊盘引出，输入/输出信息采用DB9插座；5）利用手工编辑的方法对电路板进行编辑和修饰；6）利用系统的网络表比较功能，对原理图和印刷电路板图进行比较，结果应完全一致；7）绘制完毕，要产生自己的项目封装库；8）将所设计内容在屏幕上演示出来。

9）根据具体情况进行电路仿真：3D仿真，检查布局和布线的合理性。

四、撰写实习报告实习报告是在完成设计、仿真、绘制后，对学生归纳技术文档、撰写科学论文和科研总结报告能力的训练。

通过编写实习报告，不仅可以将设计、绘制、仿真及技术参数的内容进行全面总结，而且可以把实践内容提升到理论高度。

实习报告通常包括如下的内容：1)课题名称。

2)内容摘要。

3)设计内容及技术要求。

4)系统方案，画出系统原理图。

5)单元电路设计，参数计算和元器件选择。

6)画出完整的原理图，并说明电路的工作原理。

7)设计PCB板图，PCB图的3D仿真图。

8）列出系统所需要的元器件清单。

9)总结收获体会：总结设计电路的特点和方案的优缺点，归纳课题核心及其应用价值，提出改进意见。

10)列出参考文献。

五、参考图芯片原理见附件。

概述随着电子技术的发展，各类电子设备已不再满足于某一单一功能，而是朝着多功能集成的方向发展，随着功能的增加，一个系统就不仅仅需要一个主机，还需要与多个外设配合工作以实现附加功能，因此主机与外设就必然需要进行数据传输，而这种传输一般会采用串口的方式以节约IO资源和增加传输距离。

而普通单片机控制器只提供1个串口，远不能满足多外设通讯的需求，因此串口扩展成为系统常常需要解决的问题。

串口扩展的方案比较多，但开发工作量、硬件成本、可靠性、指标存在一定差异。

鉴于速度、通用性及成本的考虑，SPI总线的应用非常广泛，因此利用SPI接口进行串口扩展也不失为实现串口扩展的一个好方式。

成都国腾微电子有限公司的GM814X芯片正是针对SPI扩串口的需求而设计开发的串口扩展专用芯片，可以帮助系统设计工程师轻松通过MCU的SPI接口实现扩串口的功能。

扩串口方案SPI总线SPI总线是由摩托罗拉公司提出的一种同步串行外围设备接口总线，主要用于微控制器和外围设备之间的串行传输。

SPI也能在多主设备系统中进行处理器的通信。

外围设备可以是简单普通的TTL移位寄存器，也可以是复杂完整的从系统，如LCD显示驱动器、模数转换器系统等。

SPI总线包含四条线：串行时钟(SCK)，主输出从输入(MOSI)，主输入从输出(MISO)，从设备选择(SS)。

总线系统中所有的SCK、MOSI、MISO引脚要连在一起。

系统中只有一个SPI设备可作主设备，其他连在总线上的SPI设备就成了从设备。

主设备将它的SCK和MOSI、MISO分别连到从设备的SCK和MOSI、MISO端。

SPI串行接口主要用于短距离的主机与从机的数据传送，具有连接电路简单、使用方便等优点，可为实现主机和从机及从外围设备的通信提供了一种简单、易行的方案。

GM814XGM814X芯片可以将一个标准SPI接口扩展成2个(GM8141)或4个(GM8142)标准的UART，所有扩展串口能以各自独立设置的波特率，帧长和校验方式，同时和SPI接口进行数据收发。

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。

关于聘任辛春雷等360名同志相应专业技术职务的通知各单位：根据山东省人事厅、教育厅《关于同意聊城大学进行人事制度改革试点工作的批复》（鲁人字【2002】59号）、《山东省事业单位岗位设置管理实施意见》（鲁人发【2007】28号）和《聊城大学竞聘晋升专业技术岗位指导意见》（聊大校发【2006】50号）、《聊城大学2008年专业技术岗位竞聘晋升工作指导意见》（聊大校发【2008】58号）文件精神，经个人申请、资格审查、民意测评、学科组评议、校学术委员会通过，学校党委批准，决定聘任辛春雷等360名同志相应专业技术职务，聘期自2008年7月至2010年6月（单独注明除外）。

凡聘期内退休、调离或晋升专业技术职务者，自办理相应手续或正式行文之日起自行解聘。

现将名单公布如下（按拼音为序）：教授：大学外语教育学院：辛春雷管理学院：段玉恩化学化工学院：刘继锋赵长秋环境与规划学院：张重阳建筑工程学院：杜泽超教育科学学院：胡志坚历史文化学院：倪学德农学院：刘高生商学院：王丙毅生命科学学院：钱关泽数学科学学院：房元霞思政与马克思主义学院：黄富峰体育学院：刘铁民外国语学院：陈万会文学院：刘东方物理科学与信息工程学院：王明红艺术学院：刘瑾副教授：材料科学与工程学院：王利平传媒技术学院：高国元吕爱杰徐恩芹大学外语教育学院：柳锦曾琳张东坤赵文兰周书梅法学院：庄海丽管理学院：张举化学化工学院：黄宝旭李成娟王蕾魏新庭张洪霞环境与规划学院：刘加珍王振健计算机学院：陈晶李俊青李树榜王文宏于承敏张月岭建筑工程学院：夏红春教育科学学院：申玉宝历史文化学院：李桂民辛业农学院：戴保国李玉保刘文强吕山花齐辉任秋萍司振书邢光耀邢柱东杨重军赵红霞赵培宝赵志军汽车与交通工程学院：陈峥峰赵颖商学院：初丽霞高可为刘淑华生命科学学院：郭尚敬郭彦刘立科周国利数学科学学院：谷焕春刘杰刘世慧桑波孙忠贵张凤霞张兴秋思政与马克思主义学院：陈士军李华锋马莉于欣于学强张丽体育学院：吕立功孙泊薛明陆张冉张永虎外国语学院：丁海彬李维滨李燕飞刘风山鹿清霞席风文学院：郝学华吉平刘化兵卢军宁登国王群丽颜廷亮赵立伟物理科学与信息工程学院：高学喜孙桂芳王国菊文灵华徐志鹏张丙元赵桂青艺术学院：李健李珂李芃刘军尹蕾于学勇赵勇豪讲师：材料科学与工程学院：付鹏李伟谢倩赵利民传媒技术学院：郭峰李劼刚李庆华李莹刘炳利邱秀伟王学新肖慧徐连荣张琳赵厚福大学外语教育学院：丁昌浩杜秀红侯丽李鹏飞吕自先石红霞孙丰果王红梅王晓君王孝伟温玉斌辛修国闫咏梅杨文文于秀华张丽红朱坤玲法学院：李永军刘洁管理学院：孙金锋王全美魏国华徐刘芬张西勇化学化工学院：崔继春黄现强李爱峰刘丽君薛绳才薛泽春环境与规划学院：邓焕广段艺芳郭琳李如雪马雪梅聂芹汤庆新王岩张菊计算机学院：包云刘闯刘玉华亓民勇任晓慧孙剑王存刚王敏王玉亭许丽莉翟云张亚卿张振领赵阳朱淑芹建筑工程学院：李慧勇李希峰薛明琛张绪涛赵腾飞教育科学学院：付瑛傅蕴黄春平刘冰徐建华张金秀历史文化学院：程俊峰孔繁嵩宋立杰孙士银辛灵美农学院：冯莉李燕马秀亮裴兰英秦绪岭孙宪磊于守超赵燕汽车与交通工程学院：黄贤广李明艳王锋波武健张翠华赵栋杰商学院：程鹏桂河清匡萍李东光杨宏力周琳周小燕生命科学学院：苗秀莲倪志伟彭向前齐桂兰宋朝霞张辉数学科学学院：陈桂英傅奇蕾何倩姜晶刘利英刘启德孟涛桑红燕王庆平杨焕云张凤霞张丽梅张义宁郑红霞庄光明思政与马克思主义学院：白广勇陈兆芬李士峰刘行玉刘子平宋义明王红霞王巧玲王素平张勇赵炜朱玉超体育学院：韩伟侯沛伟李新红刘巍邱宗忠田振华徐兰君杨明珠杨希军张岩周涛外国语学院：程鹤高飞金玉兰李静李亚红刘玉燕秦洪庆荣风静王长汶王红霞王敬媛肖征杨朋张娟张庆艳文学院：董守志韩冰李平石小寒王明建杨玉霞殷学明物理科学与信息工程学院：邓阿丽冯文侠李晓红李中华刘云龙牛慧娟宋士学田存伟王树华许恒迎曾宪禄张栋张黎明艺术学院：白雪楚守涛崔若健李婷婷李旭宁刘春景刘海霞刘昆刘晓亮曲谱沈锋史秀娜万桂香王洪香王明春武君俞淑华张菲菲张函张红英张西同张晓朱清泉编审：学报：周相泉研究馆员：图书馆：马明霞许磊副研究馆员：档案馆：孟宪霞环境与规划学院：王倩历史文化学院：刘秀荣图书馆：刘新民外国语学院：李茉莉副主任护师：校医院：张月平副主任医师：校医院：张月峰高级工程师：后勤管理办公室：李道强基建处：姚德利高级会计师：财务处：朱爱丽审计处：黄丽娟高级实验师：计算机学院：王贤勇数学科学学院：孙玉真中教高级：小学：吴秀珍编辑：宣传部：陈升磊工程师：基建处：李肖田忠喜网络信息中心：韩昧华孙中涛王芳馆员：图书馆：崔建伟何贤英卢红梅万华汪海王欣妮徐海涛云玉芹周丽宗风强会计师：审计处：高博实验师：教育科学学院：杨红霞实验管理中心：安洪勇王凤旭小教高级：幼儿园：李敏聊城大学二○○八年七月十八日。

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。