GM814x兼容SPITM总线的UART扩展芯片并联扩展应用

1 概述
由于在某些通讯设计应用中，需要扩展更多的串口数量，比如车床监控、纺织仪器检测和网状连接的数据采集等应用。为此成都国腾微电子有限公司推出的GM814x 可以满足多个同类产品的并联扩展，并且能简单的实现电路连接和程序控制，主MCU 可以识别数据的来源和指定和某个GM814x 通信。
2 应用说明
2.1 CS 与SPI 的数据通信
GM814x 的CS（片选）引脚可用于控制SPI 总线时钟有效性，CS 低电平有效，内部下拉。
CS 有效时，允许芯片的时钟接收和数据收发；无效时，SCLK、DIN 和DOUT 均为高阻状态，GM814x 不响应SPI 上的数据收发，但能正常收发子串口数据和产生相应中断。
2.2 应用建议
当使用GM814x 的应用需要扩展4 个以上的串口数量时，就需要使用2 片以上的GM814x。
扩展的方式也有多种。
方式一：
将多个GM814x 的SPI 接口接在主MCU 的SPI 总线上，然后将所有GM814x 的中断进行线
与后连接到MCU 的IRQ 上，同时将各GM814x 的IRQ 输出又连接到MCU的IO，以便MCU
响应中断后检测是具体哪一个GM814x 输出的中断，然后再拉低对应的CS，拉高其它GM814x的CS，并执行通信操作。
方式二：
如果扩展的GM814x 数量较多，采用上述扩展方式可能会占用MCU较多的IO 资源，则可
以将GM814x 的中断输出连接到具有OC 输出的与门芯片上，再输出到MCU 的中断输入。同时又将所有的GM814x 的中断输出进行编码输入到MCU，以供其判断产生中断的是哪一个
GM814x。
方式三：
将所有GM814x 的中断输出连接到优先编码器进行编码输出，同时编码器也能输出低电平
信号给MCU 作为中断响应。MCU 检测编码数据以获知产生中断的GM814x，然后进行数据通信处理。这种方式电路最简单，占用MCU 的IO 资源也最少。

举例：
使用MCS51 单片机扩展8 片GM814x。
本电路中，采用了上述提到的第三种扩展方式。通过普通的MCS51 单片机扩展最多8 片
GM814x，可扩展最多32 个标准串口。为了节省MCU的IO 资源，电路中增加了一片8-3 线优先编码器74LS348 和一片3-8 线译码器74HC138。8 片GM814x 的IRQ 中断通过一片74LS348 输出中断源向量，同时产生GS 低电平信号到MCS51 的外部中断0 上，MCS51 响应中断后，可查询A0~A2 的值确定产生中断的GM814x，然
后MCU 使能74HC138，输出对应的ABC 信号选中产生IRQ 信号的GM814x，再进行SPI 总线上的数据通信。

示例程序：本示例程序使用C 语言描述，仅供参考。

由于74LS348 是优先编码器，多个中断同时产生的时候，74LS348 的编码只会指示输入编
号上最高的IRQ，MCU 无法直接获知是否其它的GM814x 也产生了中断。同时GM814x 在自己的中断申请后，数据传输到第8bit 时会自动清除，所以数据接收完后如果MCU 的中断引脚仍然为低，则表示还有其它GM814x 的中断申请，故必须在处理完当前中断后继续查询新的中断向量。这就是上述示例程序中while 循环的目的。

以上应用建议仅供设计者参考，不代表最终实现方式，更可靠和实际的实现方式可由设计者根据自己的实际情况确定。l 示例中的数据、参数和标志字命名不代表实际产品的特性，请参考实际产品的数据手册来获取你所需要的数据。