SP2328串口扩展专用芯片及其与单片机的接口电路

图1  DIP和SOIC封装（左）    图2 SSOP封装（右）

SP2328的功能特性
SP2328有四个UART串口，其中包括一个母串口和三个子串口。母串口和所有子串口都为全双工工作模式，所有串口允许同时接收、发送串行数据。串口0~串口2为子串口，每个子串口的工作速率为75bps~4800bps。串口3为母串口，它的数据传输速率是子串口的4倍。串口3接收到串行数据后，SP2328芯片根据收到的地址信号，把数据通过相应的子串口发送出去。子串口收到串行数据后，把数据通过串口3发送出去，同时给出相应的子串口地址。串口0~串口2的波特率的设置很简单，不需要用软件设置，只要改变输入时钟的频率即可。波特率按以下公式计算：

K=2400*f(osc)/8.0(bps)

其中f(osc)<=16.0MHZ
SP2328的直流工作电压为2.4V~5.5V，典型电流为3.7mA，带有节电模式。
图1和图2是SP2328芯片的管脚排列图。
ADRI0、ADRI1  为串口3接收下行数据时的串口地址线，“00”、“01”、“10”分别对应：串口0、串口1、串口2的地址；“11”为串口3的地址。当上位机要向某一个子串口连接的下位机发送数据时，首先要将ADRI0、ADRI1置成响应的地址状态，再将数据发送到串口3即可。
ADRO0、ADRO1  为串口3发送上行数据时的串口地址线，“00”、“01”、“10”分别对应：串口0、串口1、串口2的地址。当上位机的串口接收到串口3送来的数据时，立刻读取地址线ADRO0、ADRO1的状态，根据地址线ADRO0、ADRO1的状态即可判断出接收到的数据是由哪个串口上传的。

图3  SP2328与单片机的接口电路

SP2328与单片机的接口举例
图3是单片机数据采集电路中SP2328与单片机的接口电路。AT89C51的串口与SP2328的串口3连接，P1.0、P1.1、P1.2、P1.3分别连接ADRI0、ADRI1、ADRO0、ADRO1，作为设置和读取子串口的地址用。三个子串口分别连到三个下位机的串口。串口0、串口1、串口2的波特率为：
 K=(2400*16)/8=4800(bps)
串口3的波特率：
 K3=4*K=4*4800=19200(bps)
AT89C51串口的波特率也必须设置成19200bps。
由于SP2328通电后自动进入工作状态，不需要用程序设置，所以编写串口程序比较简单方便。

需要注意的问题
在选择晶振频率时，要严格使单片机串口的波特率与SP2328的波特率相一致，晶振频率要稳定，否则容易使SP2328芯片接收到的数据和发送出去的数据都是错误的。
由于母串口3的速度是其它子串口的4倍，即子串口发送一个字节的时间母串口可以发送4个字节，所以如果串口3向子串口发送一个字节后，串口3没有向其他子串口发送另外的4个字节，而立即再向原子串口发送数据，子串口的数据将溢出。因此，必须在它们之间加上4个以上的字节用于延时(母串口向其他另外的子串口发送数据，相当于延时一个字节)。
上位机收到母串口上行的数据后要及时读取上行数据的地址信息(上行数据的地址信息可以在上行数据的停止位结束后保持6bit的时间长度)。使上位机能准确收到子串口的串行数据。
上位机向母串口发送数据前，先要向SP2328发送子串口的地址信号。

结语
采用SP2328芯片扩展单片机串口，为单片机的多串口通信提供了一个很好的解决方案。它与使用双串口单片机和使用多片AT89C2051扩展串口等方案相比，编程简单、可靠性高、成本低。

参考文献
1 余永权.《Flash单片机原理及应用》 .北京：电子工业出版社. 1997,10
2  SP2328数据应用手册.成都视普科技有限公司