? ? ? ? ? 產(chǎn)品概述

? ? ? ? ?VK3214是UARTTM接口的4通道UART器件。VK3214實(shí)現(xiàn)UART橋接/擴(kuò)展4個(gè)串口（UART）的功能。擴(kuò)展的子通道的UART具備如下功能特點(diǎn)：每個(gè)子通道UART的波特率、字長、校驗(yàn)格式可以獨(dú)立設(shè)置，最高可以提供1Mbps的通信速率。每個(gè)子通道可以獨(dú)立設(shè)置工作在IrDA紅外通信。VK3214采用SOP20綠色環(huán)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(dòng)休眠/喚醒功能。

　　應(yīng)用領(lǐng)域

　　車載信息平臺(tái)/車載GPS定位系統(tǒng)

　　遠(yuǎn)傳自動(dòng)抄表（AMR）系統(tǒng)

　　POS/稅控POS/金融機(jī)具

　　串口擴(kuò)展芯片vk3214應(yīng)用

　　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(tái)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

　　稅控POS機(jī)是一個(gè)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(shí)，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(shí)，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。

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

　　如圖所示，遠(yuǎn)傳自動(dòng)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(gè)UART擴(kuò)展成兩個(gè)UART，擴(kuò)展出來的兩個(gè)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(dòng)收發(fā)和RS-485網(wǎng)絡(luò)模式，可以無需MCU的控制，自動(dòng)完成RS-485/M-BUS的數(shù)據(jù)自動(dòng)收發(fā)和自動(dòng)網(wǎng)絡(luò)地址識(shí)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(gè)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(dòng)收發(fā)模式，每個(gè)子通道UART控制的RS-485/MBUS收發(fā)器通過RS-485/M-BUS總線連接最多250個(gè)遠(yuǎn)傳表。一個(gè)基于VK3234的集中抄表器可以實(shí)現(xiàn)最多1000個(gè)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。

　　3 VK3224 SPI接口系列UART器件在嵌入式車載信息平臺(tái)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(tái)中的DSP/CPU通過SPI/UART接口與VK3233相連，VK3233擴(kuò)展出來的三個(gè)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(gè)嵌入式系統(tǒng)共用一個(gè)顯示設(shè)備，有效的節(jié)省了車內(nèi)有限的空間。

　 ? ?最近一個(gè)項(xiàng)目需要用到3個(gè)串口，但是用的MCU只有2個(gè)串口，選擇多串口的單片機(jī)成本太高，最后打算用串口擴(kuò)展芯片VK3214擴(kuò)展2個(gè)串口。

　　VK3214可以用單片機(jī)的一個(gè)串口擴(kuò)展出4個(gè)子串口，每個(gè)子串口都可以單獨(dú)設(shè)置波特率。

　　腳位圖如下：

　　MRX，MTX分別接單片機(jī)一個(gè)串口的TX，RX。RXn，TXn 為擴(kuò)展的4個(gè)子串口。

　　每個(gè)子串口有16字節(jié)的發(fā)送FIFO，16字節(jié)的接收FIFO。當(dāng)發(fā)送FIFO觸發(fā)點(diǎn)中斷使能時(shí)，發(fā)送FIFO中的數(shù)據(jù)小于設(shè)定的觸發(fā)點(diǎn)時(shí)產(chǎn)生相應(yīng)的中斷。當(dāng)接收FIFO觸發(fā)點(diǎn)中斷使能時(shí)，接收FIFO中的數(shù)據(jù)大于設(shè)定的觸發(fā)點(diǎn)時(shí)產(chǎn)生相應(yīng)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(jī)的中斷腳，中斷腳接單片機(jī)的外部中斷腳INT，INT要設(shè)置為低電平有效。因?yàn)槭堑碗娖接行В谶M(jìn)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(dāng)接收FIFO中斷使能，觸發(fā)點(diǎn)設(shè)置為1，那么在接收FIFO中的數(shù)據(jù)大于1時(shí)，IRQ變低，產(chǎn)生中斷，此時(shí)進(jìn)入中斷程序，在中斷程序中要讀完FIFO中的全部數(shù)據(jù)，接收FIFO的數(shù)據(jù)變?yōu)?時(shí)，IRQ才變?yōu)楦摺Ｈ绻麤]讀完FIFO退出中斷，IRQ仍會(huì)為低，退出中斷后，馬上又進(jìn)入中斷程序，導(dǎo)致其它程序不能執(zhí)行。

　　初始化VK3214時(shí)，要初始化完后再使能單片機(jī)的外部中斷，否則會(huì)因?yàn)镮RQ一直為低，導(dǎo)致程序一直運(yùn)行外部中斷程序，其它程序無法運(yùn)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(shè)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(diǎn)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(diǎn)中斷，禁止發(fā)送FIFO觸點(diǎn)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(shù)據(jù)

　　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(shè)為38400

　　AUXR=0x14;///S2使用獨(dú)立波特率發(fā)生器，S2波特率不加倍BRTX12設(shè)為1

　　BRT=0xf7;//0xee;//0xf7;//設(shè)置波特率38400

　　delay（10）;

　　}

　　為保證及時(shí)接收到擴(kuò)展串口的數(shù)據(jù)，接收FIFO觸發(fā)點(diǎn)中斷設(shè)置為1，即接收到1個(gè)字節(jié)就產(chǎn)生中斷，發(fā)送因?yàn)槭菃纹瑱C(jī)控制，不用設(shè)置觸發(fā)點(diǎn)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(fā)送1個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)，dat為發(fā)送的數(shù)據(jù)

　　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(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)，函數(shù)返回讀取到的數(shù)據(jù)

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

　　{

　　uchar i;

　　EX1 = 0; //此處關(guān)外部1中斷，避免在讀寫寄存器時(shí)，串口芯片接收到數(shù)據(jù)引起外部中斷，在外部中斷調(diào)用相同的寄存器會(huì)導(dǎo)致死機(jī)

　　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(shù)，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(shù)可以看出，單片機(jī)的串口控制VK3214的串口，讀寫都是先發(fā)送VK3214的寄存器地址，然后再讀寫數(shù)據(jù)，所以如果單片機(jī)的串口和擴(kuò)展的子串口的波特率設(shè)置成一樣，會(huì)導(dǎo)致子串口接收FIFO溢出，再考慮到用單片機(jī)的一個(gè)串口控制2-4個(gè)子串口，所以單片機(jī)的串口波特率一定要是子串口波特率的倍數(shù)，我現(xiàn)在擴(kuò)展2個(gè)串口，子串口的波特率為9600，所以我把單片機(jī)串口的波特率設(shè)置為38400，是子串口的4倍。倍數(shù)要考慮好，太慢會(huì)導(dǎo)致接收FIFO溢出，太快會(huì)導(dǎo)致發(fā)送FIFO的數(shù)據(jù)還沒發(fā)出去，有送進(jìn)來新的數(shù)據(jù)，發(fā)送FIFO溢出。

　　VK3214復(fù)位后根據(jù)外接的晶振，主，子串口都有默認(rèn)的波特率，單片機(jī)上電后先把波特率設(shè)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(jī)串口的波特率。見初始化程序的最后部分。

　　接下來關(guān)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(jìn)入中斷后先判斷是哪個(gè)子串口產(chǎn)生的中斷，如果是子串口1產(chǎn)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(shù)據(jù)讀完，因?yàn)槲以O(shè)置的接收FIFO觸發(fā)點(diǎn)數(shù)據(jù)為1。如果不讀完退出中斷，IRQ仍然會(huì)為低，還會(huì)繼續(xù)進(jìn)入中斷程序。讀完后，IRQ才變?yōu)楦摺?/p>