串口扩展方案+简单自制电平转换电路

本科项目上需要DSP通过RS232串口连接四个设备，可供使用的芯片串口只有一个。

方案一：利用手头器件，简单利用FPGA和max232电平转换芯片采用片选方式设计

verilog代码如下：

module demultiplexer1to4 (out0,out1,out2,out3,in,s2,s1,s0);

output out0,out1,out2,out3;

input in;
input s0,s1,s2 ;
reg   out0,out1,out2,out3;

always@(s0 or s1 or s2 or in)
case({s2,s1,s0} )

    3'b001: begin out0 <= in;   out1 <= 1'bz; out2 <= 1'bz; out3 <= 1'bz;    end
    3'b011: begin out0 <= 1'bz; out1 <= in;   out2 <= 1'bz; out3 <= 1'bz;    end
    3'b010: begin out0 <= 1'bz; out1 <= 1'bz; out2 <= in;   out3 <= 1'bz;    end
    3'b110: begin out0 <= 1'bz; out1 <= 1'bz; out2 <= 1'bz; out3 <= in;      end
    3'b111: begin out0 <= in;   out1 <= in;   out2 <= in;   out3 <= in;      end
    default: begin out0 <= 1'bz; out1 <= 1'bz; out2 <= 1'bz;out3 <= 1'bz;    end
endcase
endmodule

优势：可实现一对一发送和一对多发送；

缺点：需要器件、接线较多，不可靠。

出现问题：使用一段时间后，数据出现乱码，分析是采用劣质max232芯片所导致，改用网申的美信原装芯片，没有继续出现问题。但劣质max232芯片单独使用电平转换没有问题。

方案二、接着我开始寻找集成芯片用以替代方案一，然后找到了成都国腾微电子有限公司的GM8125一扩五串口芯片.原理图如下：

此芯片缺陷是不能够一对多发送数据，只能一对一，倒也能满足我使用需求。

经过了一个寒假回来，事情变的奇怪了，采用此转换芯片发送的第一组数据出现乱码，后续数据正常。

解决办法，上电后先发送一组无用数据，跳过乱码。当时因为时间关系没有继续查明原因。

 

简单自制转换电路（此电路不适用与全双工工作）：

RS232高电平：   -3~ -15V

RS232低电平： +3~ +15V

RS232传输数据时空闲位为高电平，即-3~ -15V

发送数据时，USART_TXD（TTL或CMOS电平）为高电平，Q1截止，RS232_RXD电平为（0.7V（二极管压降）+RS232_TXD），因RS232_TXD空闲时为高电平，则RS232_RXD也为高电平。

                 USART_TXD（TTL或CMOS电平）为低电平，Q1导通，RS232_RXD电平近似为VCC，表现在RS232电平上为低电平。

接收数据时，RS232_TXD为高电平，Q2截止，USART_RXD近似为VCC，表现在TTL或CMOS电平上为高电平。

                 RS232_TXD为低电平，Q2导通，USART_RXD电平接近为0，为低电平。