单片机串行口及应用特百度

CD4052 单片机串行口扩展技术应用

CD4052 是一种数字控制的模拟数据选择/ 分配器,本文将它用于UART串口扩展,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、引脚说明及电气特性,并以AT89C51 单片机为例给出多串口扩展应用电路。

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CD4052 做多串口扩展器,可很好地解决此问题。

2 封装及引脚功能

该器件具有SOP、SOIC、TSSOP 和PDIP 四种封装形式,皆是16 个引脚。图1 所示为其PDIP 封装引脚分布图,图2 是CD4052 的逻辑图,数字控制真值表见表1。

图1 CD4052PDIP 引脚分布图

3 工作特性

CD4052 模拟数据选择/ 分配器是数字控制的模拟开关,具有低导通阻抗和非常低的关断泄漏电流。315V 的数字信号可以控制15VP- P 的模拟信号。例如,若VDD = 5V , VSS = 0V , VEE = - 5V ,则的数字信号可以控制- 5V + 5V 的模拟信号输入输出。数据选择器在整个VDDVSS 和VDDVEE 范围具有非常低的静态功耗,而且与控制信号的逻辑状态无关。

图2 CD4052 的逻辑图

表1 真值表

CD4052 是一个独立的4 通道数据选择器,具有二进制控制输入端A、B 和一个禁止输入INH。A、B的四种二进制组合状态用来在四对通道中选择其中的一对,当逻辑“1”加到INH 输入端时,所有的通道都关闭。CD4052 的器件特性为:

1) 宽范围的数字和模拟信号电平:数字315V ,模拟可达15VP- P。

第２１卷　２００７正　第２期　６月　山东轻工业学院学报　Ｊ０ＵＲＮＡＬ　ＯＦ　ＳＨＡＮＤＯＮＧ　ＩＮＳＴＩＴＵＴＥ　０Ｆ　ＬＩＧＨＴ　ＩＮＤＵＳＴＲＹ　Ｖ０１．２１　Ｎｏ．２　Ｊｕｎ．２００７　

文章编号：１００４—４２８０（２００７）０２—００５９—０４　

５　１单片机串行口扩展电路设计及其应用　

刘星华　

（福建工程学院，福建福州３５００１４）　

摘要：在以单片机为核心的多级分布式系统中，常常需要扩展单片机的串行口。本文主要介绍了基于ＳＰ２３３８和　Ｓｔｏ＿＿５３８专用串行口扩展芯片，对单片机的串行口的扩展进行设计，实现一扩七的功能，并给出了实际的硬件电路及　

其在水厂监控系统中的应用。　关键词：单片机；串口扩展；一扩七　中图分类号：３＂Ｉ－Ｉ８６　文献标识码：Ａ　

Ｔｈｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ａｎｄ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｅｘｔｅｎｄｅｄ　ｅｌｅｃｔｒｏｃｉｒｃｕｉｔ　ｉｎ　

ｓｅｒｉａｌ　ｐｏｒｔ　ｏｆ　５１　Ｓｉｎｇｌｅ　Ｃｈｉｐ　Ｍｉｃｙｏｃｏ（ＳＣＭ）　

ＬＩＵ　Ｘｉｎｇ－ｈｕａ　

（Ｆｕｊｉａｎ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｆｕｚｈｏｕ　３５００１４，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：．Ｔｈｅ　ｅｘｔｅｎｄｅｄ　ＳＣＭ　ｓｅｒｉａｌ　ｐｏｒｔ　ｉｓ　ｎｅｅｄｅｄ　ｉｎ　ｔｈｅ　ＳＣＭ—ｃｅｎｔｅｒｅｄ　ｍｕｌｔｉｌｅｖｅｌ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｎｇ　ｓｙｓｔｅｍ．Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｎ　ｅｘｔｅｎｄｅｄ　ｃｈｉｐｓ　ｉｎ　ｔｈｅ　ＳＰ２３３８　ａｎｄ　ＳＰ２５３８　ｓｐｅｃｉａｌ　ｓｅｒｉａｌ　ｐｏｒｔｓ，ｔｈｅ　ｐａｐｅｒ　ｍａｋｅｓ　ｔｈｅ　ｉｎｔｒｏ—　

ｄｕｃｔｉｏｎ　ｏｆｈｏｗ　ｔｏ　ｅｘｔｅｎｄ　ｔｈｅ　ｓｅｒｉａｌ　ｐｏｒｔ　ｏｆＳＣＭ　ａｎｄ　ｒｅａｌｉｚｅ　ｔｈｅ　ｆｕｎｃｔｉｏｎ　ｏｆｏｎｅ　ｔｏ　ｓｅｖｅｎ　ｅｘｔｅｎｄｉｎｇ．Ｉｔ　ａｌｓｏ　ｓｈｏｗｓ　

单片机串行口几种工作方式的波特率

单片机串行口是单片机与外部设备进行通信的重要接口之一。在串行口通信中，波特率是一个关键参数。波特率是指每秒钟传送的波特数量，用于衡量数据的传输速率。单片机串行口的波特率通常选择常见的标准波特率，例如9600、19200、38400等。

单片机串行口的工作方式有多种，下面将详细介绍几种不同的工作方式下的波特率设置。

1. 同步串行口

同步串行口是指在传输数据时，发送端和接收端通过一个时钟信号来同步数据的传输。在同步串行口中，波特率的设置是固定的，因为发送端和接收端需要以相同的波特率来同步数据传输。常见的同步串行口波特率包括115200、230400等。

2. 异步串行口

异步串行口是指在传输数据时，发送端和接收端通过起始位、停止位来进行数据的同步。在异步串行口中，波特率的设置是非常重要的，因为发送端和接收端需要以相同的波特率来正确解析数据。常见的异步串行口波特率包括9600、19200、38400等。

3. 高速串行口

随着单片机技术的进步和应用的广泛，对串行口的传输速率要求也越来越高。高速串行口通常指的是波特率在1Mbps及以上的串行口。高速串行口通常应用于需要大量数据传输的场景，例如高速数据采集、图像传输等。

4. 自适应波特率

有些情况下，单片机需要与多种速率不同的设备通信，这就需要单片机具备自适应波特率的能力。自适应波特率指的是单片机可以根据外部设备的对应波特率来自动调整自身的波特率。这种方式可以极大地提高单片机的通信灵活性和适用性。

在实际应用中，程序员需要根据具体的通信需求选择合适的波特率，并在程序中进行相应的设置和配置。还需要注意波特率的选取要与外部设备相匹配，以确保数据的正确传输和解析。

通过上述对单片机串行口几种工作方式的波特率的介绍，我们可以更好地理解单片机串行口通信中波特率的重要性以及不同工作方式下的波特率设置方法。在实际应用中，合理选择和设置波特率将有利于提高通信的可靠性和稳定性。

1.单片机串行通信的概述

在通信领域内，有两种数据通信方式：并行通信和串行通信。随着计算机网络化和微机分级分布式应用系统的发展，通信的功能越来越重要。通信是指计算机与外界的信息传输，既包括计算机与计算机之间的传输，也包括计算机与外部设备，如终端、打印机和磁盘等设备之间的传输。

串行通信是指使用一条数据线，将数据一位一位地依次传输，每一位数据占据一个固定的时间长度。其只需要少数几条线就可以在系统间交换信息，特别使用于计算机与计算机、计算机与外设之间的远距离通信。 使用串口通信时，发送和接收到的每一个字符实际上都是一次一位的传送的，每一位为1或者为0。

在串行通信中，把通信接口只能发送或接收的单向传送办法叫单工传送；而把数据在甲乙两机之间的双向传递，称之为双工传送。在双工传送方式中又分为半双工传送和全双工传送。半双工传送是两机之间不能同时进行发送和接收，任一时该，只能发或者只能收信息。

51系列单片机有一个可编程的全双工串行通信接口，它可作异步接收发送器用，也可做同步移位寄存器用，其帧格式可有8位、10位或11位，并能设置各种波特率，给使用带来很大的灵活性。

51系列单片机有两个物理上独立的接收、发送缓冲器SBUF，它们只占用同一地址99H，可同时发送、接送数据。发送缓冲器只能 写入，不能读出，接收缓冲器只能读出、不能写入。

串行发送接收的速率与波特率发生器产生的移位脉冲同频。51系列单片机用定时器T1或直接用CPU时钟作为通信波特率发生器的输入，在串行接口的不同工作方式中，波特率发生器从两个输入信号中选择一个分频，产生移位脉冲来同步串口的接收和发送，移位脉冲的速率即是波特率。

接收器是双缓冲结构，在前一个字节被从接收缓冲器SBUF读出之前，第二字节即开始被接收 。但是，若在第二个字节接收完毕后，前一个字节还未被CPU读取的话 ，第二个字就会覆盖第一个字节，造成第一个字节的丢失。接收器是双缓冲结构，串行口的发送和接收都是以特殊功能寄存器SBUF的名义进行读或写的。