多串口单一中断源的芯片设计

文章摘要：1概述 随着单片机技术的不断发展，单片机的应用越来越广泛，其中 51系列的单片机以价格低等优势始终占据着很大一块市场。但是，单片机串行口的数量通常都不多，比如 8051单片机只有一个串行口，实际使用往往要进行串行口的拓展。传统方法扩展多个串行口是利用多个中断源，而在嵌入式系统中，花费大量的中断源来扩展串口无疑是大量的资源浪费。 为更好地利用原有的资源去拓展串口，本设计利用单一中断源去拓展多个串行口，设计一个多串口单一中断源的芯片。该芯片能配合单片机进行数据读写及传送，并且能保证多个串口中断的无遗漏检测与服务。下一步，还将对设计进行一系列严格的仿真和仿真结果分析。结果表明，该设计具有较高的应用价

多串口单一中断源的芯片设计,标签：单片机开发,单片机原理,http://www.88dzw.com
1概述
随着单片机技术的不断发展，单片机的应用越来越广泛，其中 51系列的单片机以价格低等优势始终占据着很大一块市场。但是，单片机串行口的数量通常都不多，比如 8051单片机只有一个串行口，实际使用往往要进行串行口的拓展。传统方法扩展多个串行口是利用多个中断源，而在嵌入式系统中，花费大量的中断源来扩展串口无疑是大量的资源浪费。
为更好地利用原有的资源去拓展串口，本设计利用单一中断源去拓展多个串行口，设计一个多串口单一中断源的芯片。该芯片能配合单片机进行数据读写及传送，并且能保证多个串口中断的无遗漏检测与服务。下一步，还将对设计进行一系列严格的仿真和仿真结果分析。结果表明，该设计具有较高的应用价值。2 总体设计
2.1芯片设计
本设计是将几个串行收发器模块集成在一块芯片上，在接收方面，利用一个中断源向单片机提出中断请求，再结合单片机的读写操作选择查询，当发现某个收发器有数据时就进行相应的操作；在发送方面，则由单片机选择发送 [1]。芯片在功能上分为两层，下层包括串行收发器﹑中断控制管理和地址锁存三个模块，上层模块负责处理模块的调用、模块间的信号连接和控制向外传送数据或标志位，系统结构如图 1。 
 

顶层模块：完成下层各个模块信号连接，根据不同的地址处理好数据和标志传送，收发器的选择等问题。
吴霞，女，硕士，研究方向:单片机及信息处理. 张多英，男，硕士，副教授，研究方向 :信号和信息处理
中断管理模块：储存并管理各个收发器模块的标志位，如果某收发器有中断请求则定时向单片机发出中断信号。收发器模块：完成数据格式的转换及数据的接收和发送，对接收到的数据进行缓存，最多可以缓存 8个字节的数据。地址寄存器模块：在地址锁存允许位下降沿时将地址保存起来。此模块已放到顶层模块里[2]。
2.2 芯片与单片机连接
芯片设计的目的是为拓展单片机串口，所以如何与单片机联合工作显得至关重要。图 2a是连接的示意图（右边为所设计的芯片，只标明了跟单片机相连的引脚及一个收发器模块的输入输出引脚）。
 
 

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4.4测试结果及分析
上面已经对各模块的各种功能进行了很多测试，为了更好地验证所设计的芯片在实际中使用的可靠性，我们有必要进行一次总体的测试，本次仿真测试共包括单片机 5次读标志，4次提取数据，1
次发送数据。测试结果及分析如下图 5g所示：

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