多串口單一中斷源的芯片設(shè)計(jì)

1概述
隨著單片機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，單片機(jī)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，其中 51系列的單片機(jī)以價(jià)格低等優(yōu)勢(shì)始終占據(jù)著很大一塊市場(chǎng)。但是，單片機(jī)串行口的數(shù)量通常都不多，比如 8051單片機(jī)只有一個(gè)串行口，實(shí)際使用往往要進(jìn)行串行口的拓展。傳統(tǒng)方法擴(kuò)展多個(gè)串行口是利用多個(gè)中斷源，而在嵌入式系統(tǒng)中，花費(fèi)大量的中斷源來(lái)擴(kuò)展串口無(wú)疑是大量的資源浪費(fèi)。
為更好地利用原有的資源去拓展串口，本設(shè)計(jì)利用單一中斷源去拓展多個(gè)串行口，設(shè)計(jì)一個(gè)多串口單一中斷源的芯片。該芯片能配合單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)讀寫及傳送，并且能保證多個(gè)串口中斷的無(wú)遺漏檢測(cè)與服務(wù)。下一步，還將對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行一系列嚴(yán)格的仿真和仿真結(jié)果分析。結(jié)果表明，該設(shè)計(jì)具有較高的應(yīng)用價(jià)值。2 總體設(shè)計(jì)
2.1芯片設(shè)計(jì)
本設(shè)計(jì)是將幾個(gè)串行收發(fā)器模塊集成在一塊芯片上，在接收方面，利用一個(gè)中斷源向單片機(jī)提出中斷請(qǐng)求，再結(jié)合單片機(jī)的讀寫操作選擇查詢，當(dāng)發(fā)現(xiàn)某個(gè)收發(fā)器有數(shù)據(jù)時(shí)就進(jìn)行相應(yīng)的操作；在發(fā)送方面，則由單片機(jī)選擇發(fā)送 [1]。芯片在功能上分為兩層，下層包括串行收發(fā)器p中斷控制管理和地址鎖存三個(gè)模塊，上層模塊負(fù)責(zé)處理模塊的調(diào)用、模塊間的信號(hào)連接和控制向外傳送數(shù)據(jù)或標(biāo)志位，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖 1。

頂層模塊：完成下層各個(gè)模塊信號(hào)連接，根據(jù)不同的地址處理好數(shù)據(jù)和標(biāo)志傳送，收發(fā)器的選擇等問題。
吳霞，女，碩士，研究方向:單片機(jī)及信息處理. 張多英，男，碩士，副教授，研究方向 :信號(hào)和信息處理
中斷管理模塊：儲(chǔ)存并管理各個(gè)收發(fā)器模塊的標(biāo)志位，如果某收發(fā)器有中斷請(qǐng)求則定時(shí)向單片機(jī)發(fā)出中斷信號(hào)。收發(fā)器模塊：完成數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換及數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送，對(duì)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行緩存，最多可以緩存 8個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)。地址寄存器模塊：在地址鎖存允許位下降沿時(shí)將地址保存起來(lái)。此模塊已放到頂層模塊里[2]。
2.2 芯片與單片機(jī)連接
芯片設(shè)計(jì)的目的是為拓展單片機(jī)串口，所以如何與單片機(jī)聯(lián)合工作顯得至關(guān)重要。圖 2a是連接的示意圖（右邊為所設(shè)計(jì)的芯片，只標(biāo)明了跟單片機(jī)相連的引腳及一個(gè)收發(fā)器模塊的輸入輸出引腳）。