各位的原理

      C1 C0：子串口通道號? 00~11分別對應(yīng)子串口1到子串口4； 
      A3-A0：子串口寄存器地址 
      D8t：9位數(shù)據(jù)長度發(fā)送時第9位的數(shù)據(jù) 
      INT1—INT4：通道1到4的中斷標(biāo)志 
      TC3—TC0：發(fā)送FIFO數(shù)據(jù)的個數(shù) 
      RC3—RC0：接收FIFO數(shù)據(jù)的個數(shù)?

      3．2 UART主機(jī)接口的連接和操作：

      當(dāng)VK32XX的主接口為UART時，僅需要RX，TX連接主機(jī)。采用標(biāo)準(zhǔn)的UART協(xié)議進(jìn)行通信。上電后，主機(jī)以VK32XX的復(fù)位值所確定的波特率和數(shù)據(jù)格式對VK32XX進(jìn)行初始化設(shè)置后即可方便的實現(xiàn)串口擴(kuò)展功能。

      UART接口與主機(jī)連接圖

      主UART接口的操作時序

      寫操作時，先向VK3266的RX寫入一個命令字節(jié)（Command Byte）,隨后寫入相應(yīng)的數(shù)據(jù)字節(jié)，其操作時序（無校驗，禁止轉(zhuǎn)義和紅外模式）如圖10.2所示：

      UART主接口寫操作時序

      讀操作時，先向VK3266的RX寫入命令字節(jié)，相應(yīng)的數(shù)據(jù)字節(jié)從TX讀取，其操作時序（無校驗，禁止轉(zhuǎn)義和紅外模式）如圖

      UART主接口讀操作時序

      主UART通信傳輸協(xié)議描述：

      寫寄存器：

      說明：

      C1,C0：子串口通道號， 00~11分別對應(yīng)子串口1到子串口4。 
      A3,A2,A1,A0:子串口寄存器地址； 
      N3,N2,N1,N0:寫入/讀取FIFO的數(shù)據(jù)字節(jié)個數(shù)；當(dāng)其為0000時，表明后接1個數(shù)據(jù)字節(jié)；當(dāng)其為1111時，表明后接16個數(shù)據(jù)字節(jié)；

      向子串口讀/寫數(shù)據(jù)有兩種方法：

      讀/寫寄存器方式，對子串口FIFO寄存器SFDR（1111）進(jìn)行讀/寫操作,只能讀/寫一個字節(jié)；

      讀/寫FIFO方式，對接收/發(fā)送FIFO直接進(jìn)行讀/寫操作，多可以讀寫16個連續(xù)數(shù)據(jù)

      3．3 8位并行總線主機(jī)接口的連接和操作

      VK3266支持8位并行總線與主機(jī)連接，在8位總線模式下，VK3266僅需要占用兩個地址空間，一個用來操作地址寄存器，一個用來操作數(shù)據(jù)寄存器。當(dāng)采用查詢方式工作時，IRQ可以不連接。
其連接如圖所示：

      并行8位總線主接口連接圖

      并行8位總線接口的操作時序： 

      VK3266的8位并行總線接口完全兼容主流的8位MCU（如8051）的操作時序。

      寫操作時序：

      8位總線寫操作時序      

      讀操作時序：

      并行8位總線讀操作時序

      并行8位總線傳輸協(xié)議描述：

      寫寄存器： 

      說明：

      C1,CO：子串口通道號，00~11分別對應(yīng)子串口1到子串口4 
      A3,A2,A1,A0:子串口寄存器地址

      4． VK系列新型多總線接口UART器件在嵌入式系統(tǒng)中的應(yīng)用：

      VK系列UART器件的在嵌入式產(chǎn)品中的應(yīng)用領(lǐng)域包括：

      多串口服務(wù)器/多串口卡，工業(yè)/自動化現(xiàn)場RS-485控制，使用CDMA/GPRS MODEM的無線數(shù)據(jù)傳輸，車載信息平臺/車載GPS定位系統(tǒng)，遠(yuǎn)傳自動抄表(AMR)系統(tǒng)，稅控POS/銀行終端等金融機(jī)具，DSP數(shù)據(jù)采集和傳輸系統(tǒng)等。

      其應(yīng)用實例如下：

      4．1 VK32XX系列UART產(chǎn)品在稅控POS中的應(yīng)用

      VK32系列產(chǎn)品在嵌入式稅控POS平臺設(shè)計中的應(yīng)用

      稅控POS機(jī)是一個控制密集形的嵌入式系統(tǒng)，需要控制大量外設(shè)。其基本配置要求的串口打印機(jī)，MODEM，RS-485網(wǎng)絡(luò)接口，以及稅控IC卡(異步卡)都工作在基于UART的串行通信方式。同時，大量的外設(shè)如密碼鍵盤，條碼掃描器，條碼稱，接觸IC卡/非接觸IC卡讀卡器，磁卡讀卡器，串口顯示屏等設(shè)備都是通過RS-232串口與POS機(jī)相連。

      采用VK32XX系列UART器件，可以根據(jù)MCU/CPU的接口特性，選擇SPI/8位并行總線/UART進(jìn)行靈活的UART串口擴(kuò)展。該方案與采用目前GPIO來模擬串口的方案相比，占用CPU的I/O和資源都很少，即使普通的8位MCU也可以勝任。同時，擴(kuò)展的子串口都是標(biāo)準(zhǔn)的硬件UART，使得數(shù)據(jù)傳輸也更加可靠。

      4．2 VK32XX系列UART器件在遠(yuǎn)程自動抄表系統(tǒng)中的應(yīng)用

      如圖所示，遠(yuǎn)傳自動抄表系統(tǒng)由遠(yuǎn)傳表和集中抄表器以及MODEM等部分組成。
在遠(yuǎn)傳表中，應(yīng)用VK3212雙串口擴(kuò)展IC將單片機(jī)的一個UART擴(kuò)展成兩個UART，擴(kuò)展出來的兩個串口UART1和UART2分別接RS-485/M-BUS接口和紅外接口。VK3212的UART1設(shè)置為RS-485自動收發(fā)和RS-485網(wǎng)絡(luò)模式，可以無需MCU的控制，自動完成RS-485/M-BUS的數(shù)據(jù)自動收發(fā)和自動網(wǎng)絡(luò)地址識別。VK3212的UART2設(shè)置為紅外模式，用于連接遠(yuǎn)傳表的紅外設(shè)置窗口。

      在集中抄表器中，用一片SPI接口的4通道UART器件VK3234將擴(kuò)展出4個子串口UART，MCU通過SPI總線與VK3234相連。VK3234的子串口UART設(shè)置為RS-485自動收發(fā)模式，每個子通道UART控制的RS-485/MBUS收發(fā)器通過RS-485/M-BUS總線連接多250個遠(yuǎn)傳表。一個基于VK3234的集中抄表器可以實現(xiàn)多1000個遠(yuǎn)傳表的數(shù)據(jù)讀取。

      由于是通過SPI接口擴(kuò)展的串口，集中抄表器單片機(jī)自身的串口可以連接PSTN/GSM MODEM將集抄數(shù)據(jù)傳給遠(yuǎn)程服務(wù)器。

      4.3 VK3224 SPI接口系列UART器件在嵌入式車載信息平臺中的應(yīng)用

       VK3233主接口有SPI和UART兩種接口可以選擇。嵌入式平臺中的DSP/CPU通過SPI/UART接口與VK3233相連，VK3233擴(kuò)展出來的三個子串口分別連接GPS模塊，倒車?yán)走_(dá)模塊和GSM/ CDMA模塊。MODEM控制線連接GSM/CDMA MOMEM。整個嵌入式系統(tǒng)共用一個顯示設(shè)備，有效的節(jié)省了車內(nèi)有限的空間。

      4.4 ?VK3266系列8位并行總線接口產(chǎn)品在串口服務(wù)器中的應(yīng)用：

      在工業(yè)控制等領(lǐng)域，眾多設(shè)備的對外通訊接口仍然是低速串口。串口服務(wù)器將多個串口設(shè)備的數(shù)據(jù)存儲、轉(zhuǎn)換以后通過IP網(wǎng)進(jìn)行傳輸。

      圖5顯示了一個8串口服務(wù)器（4個RS-232串口、4個RS485串口）的電路原理圖，嵌入式系統(tǒng)中的DSP/CPU的并行位數(shù)據(jù)線連接2片VK3266實現(xiàn)了8個串口的擴(kuò)展，通過地址譯碼器控制2片VK3266的CS實現(xiàn)片選控制。在上圖中，VK3266 A連接4個RS-232收發(fā)器，擴(kuò)展出了4個帶硬件流量控制信號的RS-232串口；VK3266 B則連接了4個RS-485收發(fā)器，將VK3266設(shè)置在RS-458自動收發(fā)控制模式下，通過RTS信號控制RS-485收發(fā)器的數(shù)據(jù)發(fā)送使能DE和數(shù)據(jù)讀取使能RD信號能實現(xiàn)RS-485的自動收發(fā)控制。

      5． VK32系列UART器件的選型參考和設(shè)計建議

      5.1 選型參考

      VK32系列UART包括5個產(chǎn)品系列，各個產(chǎn)品系列的特點如下：

      VK321X系列為主接口為UART的產(chǎn)品，僅通過RX，TX和GND三根信號線與主機(jī)相連，通過芯片內(nèi)部的處理協(xié)議采用時分復(fù)用的方式將一個串口擴(kuò)展成為2～4個可以同時工作的全雙工串口。在該模式下，MCU以查詢方式操作UART器件，設(shè)計中需要注意的是為保證在時分復(fù)用下各個子通道能夠同時全雙工通信，主接口的波特率需要設(shè)置為大于各個子串口波特率之和。VK321X產(chǎn)品適用于對通信速度要求不高，需要設(shè)計可靠簡單的嵌入式產(chǎn)品。

      VK322X系列產(chǎn)品的主接口為SPI同步傳行總線，傳輸速度為4M bit/s。適合于帶SPI接口的MCU/DSP擴(kuò)展異步串口。大多數(shù)DSP都只有同步串口，通過SPI接口實現(xiàn)異步串口的橋接和擴(kuò)展，可以簡化并行總線擴(kuò)展串口的硬件規(guī)模和模擬異步串口的軟件開銷。

      VK323X系列產(chǎn)品同時具備SPI和UART兩種可以選擇的主接口，擴(kuò)展子串口具備硬件流量控制和RS-485自動收發(fā)功能，尤其適合于需要高可靠數(shù)據(jù)傳輸?shù)腞S-485總線應(yīng)用。

      VK325X產(chǎn)品為8位并行總線接口的UART器件，VK326X為同時具備3種可選主機(jī)接口的UART器件。這兩個器件應(yīng)用于需要減少備貨種類，需要進(jìn)行大量數(shù)據(jù)傳輸?shù)膽?yīng)用。

      5.2 設(shè)計建議：

      異步IC卡的接口設(shè)計：遵從7816-3的異步IC卡為半雙工異步通信接口。在實際應(yīng)用中，可以將子串口的RX，TX短接后直接與IC卡的I/O信號連接，為可靠起見，也可以通過連接7407來驅(qū)動IC卡的I/O信號。

      MODEM接口的設(shè)計：目前的PSTN/GPRS/CDMA/GSM MODEM支持三線串口(TX，RX，GND)通過AT命令操作。但實際應(yīng)用中，僅僅使用三線串口容易丟包,造成數(shù)據(jù)重發(fā),使得上傳速度變慢,建議使用VK32系列中帶MODEM接口的UART器件，用DSR，DTR，RI，DCD來監(jiān)控MODEM狀態(tài)，用RTS，CTS來做流控，這樣速度可以達(dá)到.

      RS-485總線的設(shè)計：RS-485是目前工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用廣的半雙工通信系統(tǒng)。直接用MCU對RX485進(jìn)行控制，有一些細(xì)節(jié)難于處理：通過MCU的I/O對485收發(fā)控制，在系統(tǒng)復(fù)位時，I/O可能使485收發(fā)器處在發(fā)送狀態(tài)，造成總線上正在進(jìn)行的通信失效；在數(shù)據(jù)收發(fā)切換中，一般依靠發(fā)送緩沖的狀態(tài)來控制MCU的I/O對收發(fā)切換，而此時一個字節(jié)可能還在移位寄存器中，會造成少發(fā)送一個字節(jié)的情況；同時，當(dāng)RS485總線上有大量數(shù)據(jù)進(jìn)行傳送時，MCU不得不花大量的資源去判斷該數(shù)據(jù)是否是發(fā)送給本機(jī)的，造成工作效率低。針對這些問題，建議用戶在需要用到RS-485時，選用帶有RS-485自動收發(fā)控制和9位網(wǎng)絡(luò)自動識別的器件。VK32系列UART器件可以工作在自動RS-485模式下：復(fù)位時，RTS處于接收狀態(tài)，只有在數(shù)據(jù)發(fā)送時，RTS才工作在發(fā)送狀態(tài)，當(dāng)一位數(shù)據(jù)從移位寄存器中發(fā)送完成后，RTS自動轉(zhuǎn)為接收狀態(tài)。同時，VK32系列的UART支持9位網(wǎng)絡(luò)地址自動識別，僅當(dāng)RS-485總線上的地址與UART設(shè)定的RS-485網(wǎng)絡(luò)地址一致時，才產(chǎn)生中斷，可以使MCU從大量的與自己無關(guān)的數(shù)據(jù)處理中解脫出來，提高系統(tǒng)的處理能力。

      無鉛化是半導(dǎo)體行業(yè)勢不可擋的趨勢，VK32系列UART產(chǎn)品全部實現(xiàn)無鉛化封裝，在回流焊時需要注意焊接溫度需要滿足相應(yīng)的溫度要求。

      小結(jié)：

      UART(通用異步串口)仍然目前嵌入式系統(tǒng)之間可靠和通用的傳輸方式，各種現(xiàn)行的串行通信總線/接口，如RS-232，RS-485，RS-422，M-BUS，LIN，IrDA等都是基于UART的。傳統(tǒng)的UART器件多為基于PC應(yīng)用設(shè)計的，功能復(fù)雜，操作繁瑣。VK32系列UART器件接口豐富，操作簡單，引腳精簡，功能強(qiáng)大，可以廣泛應(yīng)用于各種嵌入式系統(tǒng)設(shè)計。