? ? ? ? ? 產品概述

? ? ? ? ?VK3214是UARTTM接口的4通道UART器件。VK3214實現UART橋接/擴展4個串口（UART）的功能。擴展的子通道的UART具備如下功能特點：每個子通道UART的波特率、字長、校驗格式可以獨立設置，最高可以提供1Mbps的通信速率。每個子通道可以獨立設置工作在IrDA紅外通信。VK3214采用SOP20綠色環保的無鉛封裝，可以工作在2.5～5.5V的寬工作電壓范圍，具備可配置自動休眠/喚醒功能。

　　應用領域

　　車載信息平臺/車載GPS定位系統

　　遠傳自動抄表（AMR）系統

　　POS/稅控POS/金融機具

　　串口擴展芯片vk3214應用

　　1、VK32XX系列UART產品在稅控POS中的應用

　　VK32系列產品在嵌入式稅控POS平臺設計中的應用

　　稅控POS機是一個控制密集形的嵌入式系統，需要控制大量外設。其基本配置要求的串口打印機，MODEM，RS-485網絡接口，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，串口顯示屏等設備都是通過RS-232串口與POS機相連。

　　采用VK32XX系列UART器件，可以根據MCU/CPU的接口特性，選擇SPI/8位并行總線/UART進行靈活的UART串口擴展。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，擴展的子串口都是標準的硬件UART，使得數據傳輸也更加可靠。

　　2、 VK32XX系列UART器件在遠程自動抄表系統中的應用

　　如圖所示，遠傳自動抄表系統由遠傳表和集中抄表器以及MODEM等部分組成。在遠傳表中，應用VK3212雙串口擴展IC將單片機的一個UART擴展成兩個UART，擴展出來的兩個串口UART1和UART2分別接RS-485/M-BUS接口和紅外接口。VK3212的UART1設置為RS-485自動收發和RS-485網絡模式，可以無需MCU的控制，自動完成RS-485/M-BUS的數據自動收發和自動網絡地址識別。VK3212的UART2設置為紅外模式，用于連接遠傳表的紅外設置窗口。

　　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設置為RS-485自動收發模式，每個子通道UART控制的RS-485/MBUS收發器通過RS-485/M-BUS總線連接最多250個遠傳表。一個基于VK3234的集中抄表器可以實現最多1000個遠傳表的數據讀取。

　　由于是通過SPI接口擴展的串口，集中抄表器單片機自身的串口可以連接PSTN/GSM MODEM將集抄數據傳給遠程服務器。

　　3 VK3224 SPI接口系列UART器件在嵌入式車載信息平臺中的應用

　　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擴展出來的三個子串口分別連接GPS模塊，倒車雷達模塊和GSM/ CDMA模塊。MODEM控制線連接GSM/CDMA MOMEM。整個嵌入式系統共用一個顯示設備，有效的節省了車內有限的空間。

　 ? ?最近一個項目需要用到3個串口，但是用的MCU只有2個串口，選擇多串口的單片機成本太高，最后打算用串口擴展芯片VK3214擴展2個串口。

　　VK3214可以用單片機的一個串口擴展出4個子串口，每個子串口都可以單獨設置波特率。

　　腳位圖如下：

　　MRX，MTX分別接單片機一個串口的TX，RX。RXn，TXn 為擴展的4個子串口。

　　每個子串口有16字節的發送FIFO，16字節的接收FIFO。當發送FIFO觸發點中斷使能時，發送FIFO中的數據小于設定的觸發點時產生相應的中斷。當接收FIFO觸發點中斷使能時，接收FIFO中的數據大于設定的觸發點時產生相應的中斷。

　　中斷腳IRQ低電平有效，注意不是下降沿有效。IRQ接單片機的中斷腳，中斷腳接單片機的外部中斷腳INT，INT要設置為低電平有效。因為是低電平有效，在進入中斷程序后，要禁止外部中斷，中斷處理完后再開外部中斷。

　　例如當接收FIFO中斷使能，觸發點設置為1，那么在接收FIFO中的數據大于1時，IRQ變低，產生中斷，此時進入中斷程序，在中斷程序中要讀完FIFO中的全部數據，接收FIFO的數據變為0時，IRQ才變為高。如果沒讀完FIFO退出中斷，IRQ仍會為低，退出中斷后，馬上又進入中斷程序，導致其它程序不能執行。

　　初始化VK3214時，要初始化完后再使能單片機的外部中斷，否則會因為IRQ一直為低，導致程序一直運行外部中斷程序，其它程序無法運行。

　　初始化程序如下：

　　void Vk3214_Init（void）{

　　uchar i;

　　FREEDOG;

　　VK3214_RST=1;

　　delay（10）;

　　VK3214_RST=0;

　　delay（10）;

　　VK3214_RST=1;

　　delay（10）;

　　write_reg（1，SCTLR，0x38）; //串口1波特率設置為9600，使能串口1

　　write_reg（2，SCTLR，0x38）;//串口2ㄌ羋噬柚夢？600，使能串口1

　　//write_reg（3，SCTLR，0x30）;//禁止串口3

　　//write_reg（4，SCTLR，0x30）;//禁止串口4

　　//write_reg（0，SCONR，0x00）;

　　//write_reg（1，SCONR，0x00）;

　　//write_reg（2，SCONR，0x00）;

　　//write_reg（3，SCONR，0x00）;

　　//write_reg（0，SFWCR，0x00）;

　　//write_reg（1，SFWCR，0x00）;

　　//write_reg（2，SFWCR，0x00）;

　　//write_reg（3，SFWCR，0x00）;

　　write_reg（1，SFOCR，0xcf）;//接收FIFO觸點控制1BYTE

　　//i = read_reg（1， SFOCR）;

　　//SENDCOM1（&i，1）;

　　write_reg（2，SFOCR，0xcf）;

　　//write_reg（2，SFOCR，0xcc）;

　　write_reg（1，SIER，0x01）;//使能接收FIFO觸點中斷，禁止發送FIFO觸點中斷

　　write_reg（2，SIER，0x01）;

　　//write_reg（2，SIER，0x00）;

　　//write_reg（3，SIER，0x00）;

　　//write_reg（0，SIFR，0x00）;

　　//write_reg（1，SIFR，0x00）;

　　//write_reg（2，SIFR，0x00）;

　　//write_reg（3，SIFR，0x00）;

　　write_reg（1，GIR，0X30）;//使能串口1， 2中斷

　　while（read_reg（1，SFSR））//讀完串口1，2接收FIFO中的數據

　　read_reg（1，SFDR）;

　　while（read_reg（2，SFSR））

　　read_reg（2，SFDR）;

　　write_reg（1，GUCR，0X10）;//主串口波特率設為38400

　　AUXR=0x14;///S2使用獨立波特率發生器，S2波特率不加倍BRTX12設為1

　　BRT=0xf7;//0xee;//0xf7;//設置波特率38400

　　delay（10）;

　　}

　　為保證及時接收到擴展串口的數據，接收FIFO觸發點中斷設置為1，即接收到1個字節就產生中斷，發送因為是單片機控制，不用設置觸發點中斷。

　　void uart_sendByte（unsigned char dat）

　　{

　　S2BUF=dat;

　　while（！（S2CON & 0x02））; //waite for data to transmit completely

　　S2CON &= 0xFD;

　　}

　　//通過串口發送1個字節的數據，dat為發送的數據

　　unsigned char uart_recByte（void）

　　{

　　unsigned char rec=0;

　　while（！（S2CON & 0x01））; //waite to recieve data in SBUF0

　　rec=S2BUF;

　　S2CON &= 0xFE;

　　return rec;

　　}

　　//接收一個字節的數據，函數返回讀取到的數據

　　unsigned char read_reg（unsigned char port，unsigned char reg）

　　{

　　uchar i;

　　EX1 = 0; //此處關外部1中斷，避免在讀寫寄存器時，串口芯片接收到數據引起外部中斷，在外部中斷調用相同的寄存器會導致死機

　　uart_sendByte（（（port-1）《《4）+reg）;

　　i = uart_recByte（）;

　　EX1 = 1;

　　return i;

　　}

　　//讀取寄存器的值，port為子串口的路數，reg為寄存器的地址，返回值是寄存器的值

　　void write_reg（unsigned char port，unsigned char reg，unsigned char dat）

　　{

　　EX1 = 0;

　　uart_sendByte（0x80+（（port-1）《《4）+reg）;

　　uart_sendByte（dat）;

　　EX1 = 1;

　　}

　　從上面的函數可以看出，單片機的串口控制VK3214的串口，讀寫都是先發送VK3214的寄存器地址，然后再讀寫數據，所以如果單片機的串口和擴展的子串口的波特率設置成一樣，會導致子串口接收FIFO溢出，再考慮到用單片機的一個串口控制2-4個子串口，所以單片機的串口波特率一定要是子串口波特率的倍數，我現在擴展2個串口，子串口的波特率為9600，所以我把單片機串口的波特率設置為38400，是子串口的4倍。倍數要考慮好，太慢會導致接收FIFO溢出，太快會導致發送FIFO的數據還沒發出去，有送進來新的數據，發送FIFO溢出。

　　VK3214復位后根據外接的晶振，主，子串口都有默認的波特率，單片機上電后先把波特率設為和VK3214主串口波特率一樣，初始化VK3214完成后，在改變VK3214的主串口波特率和單片機串口的波特率。見初始化程序的最后部分。

　　接下來關鍵的部分是外部中斷程序的處理。程序如下：

　　void Int1Init（void） interrupt 2

　　{

　　uchar x，i，j，z;

　　EX1 = 0;

　　uart_sendByte（GIR）;

　　i=uart_recByte（）;

　　FREEDOG;

　　if（i&0x01）

　　{

　　uart_sendByte（（0《《4）+SSR）;

　　z=uart_recByte（）;

　　z&=0x01;

　　while（z==0）

　　{

　　uart_sendByte（（0《《4）+SFDR）;

　　com2rev［com2revidx++］ = uart_recByte（）;

　　FREEDOG;

　　if（com2revidx》=COM2_MAX）com2revidx=0;

　　uart_sendByte（（0《《4）+SSR）;

　　z=uart_recByte（）;

　　z&=0x01;

　　}

　　}

　　if（i&0x02）

　　{

　　uart_sendByte（（1《《4）+SSR）;

　　z=uart_recByte（）;

　　z&=0x01;

　　while（z==0）

　　{

　　uart_sendByte（（1《《4）+SFDR）;

　　com3rev［com3revidx++］ = uart_recByte（）;

　　FREEDOG;

　　if（com3revidx》=COM3_MAX）com3revidx=0;

　　uart_sendByte（（1《《4）+SSR）;

　　z=uart_recByte（）;

　　z&=0x01;

　　}

　　}

　　EX1 = 1;

　　}

　　進入中斷后先判斷是哪個子串口產生的中斷，如果是子串口1產生的接收中斷，那么讀子串口1的寄存器SSR，看接收FIFO是否為空，不為空就一直讀子串口1的接收FIFO，直到FIFO為空。中斷程序中一定要把接收FIFO的數據讀完，因為我設置的接收FIFO觸發點數據為1。如果不讀完退出中斷，IRQ仍然會為低，還會繼續進入中斷程序。讀完后，IRQ才變為高。