i.MX27上实现串口扩展

成都嵌智捷科技

 
                i.MX27上实现串口扩展

摘要:介绍在i.MX27芯片上利用16C652芯片来扩展串口的方案,详细阐述i.MX27芯片与16C652芯片之间的接口设计、CPLD设计、驱动设计。嵌入式平台：成都莱得科技基于i.MX27的FlexG1平台。

关键词: i.MX27; 16C652; 串口扩展; ARM9嵌入式系统；工业控制。

　引　言

在工业控制中需要的大量的现场控制总线，如CAN,Profibus,MODBUS,RS485/RS422,RS232.同时在工业控制，仪器仪表，医疗器械等非消费类领域，嵌入式处理器占到绝大部分，而作为控制中枢的嵌入式处理器串口往往只有三、四个,为了实现对多个外设的控制,需要对串口进行扩展。ARM芯片是目前在嵌入式系统中应用得最多的一种处理器内核，可运行linux、WINCE、VxWORKS等操作系统，拥有包括LCD、串口、网络通讯、存储芯片等大量外围接口。这里介绍成都莱得科技有限公司大量使用的处理器：freescale i.MX27处理器，以及成都莱得科技研发的通用嵌入式工控平台FlexG1，平台详细介绍略，请参阅成都莱得科技有限公司FlexG1工控板.

注：本文章只介绍扩展2个串口的设计，需要扩展4个串口选用 16C654即可，如果需要增加更多的串口，增加16C654即可增加UART扩展个数，设计思路完全相同。

　硬件设计

图1　串口扩展硬件图

 

在图1中,电路图由4部分组成：i.MX27处理器、CPLD、16C652、DB9连接器。其中i.MX27处理器和DB9连接器没有在图中画出来。片选选用i.MX27的CS4，起始地址为：0xD400 0000

，地址信号A0，A1，A2决定了16C652不同的寄存器。

　CPLD设计

CPLD实现如下几个功能：电平转换：由于i.MX27的WEIM总线为1.8V，需要CPLD实现1.8V-3.0V的电平转换；UART片选、读写信号：16C652的两个串口的片选信号由CS4_B和GPIO_CS4产生。GPIO_CS4为0,以及CS4_B为0，UART_CSA片选有效；GPIO_CS4为1,以及CS4_B为0，UART_CSB片选有效；

详细CPLD代码如下：

library ieee;

use ieee.std_logic_1164.all;

 

entity UART is

    port(

         A:in std_logic_vector(0 to 2);

         UART_Aut std_logic_vector(0 to 2);

         D:inout std_logic_vector(0 to 7);

         UART_D:inout std_logic_vector(0 to 7);

        

         GPIO_CS4:in std_logic;

         CS4_B:in std_logic;

         OE_B:in std_logic;

         RW_B:in std_logic;

        

         UART_CSA_But std_logic;

         UART_CSB_But std_logic;

         UART_OE_But std_logic;

         UART_RW_But std_logic

        

);

 

end;

 

architecture control of UART is

 

begin

 

-- Chip Select Outputs

 

<div align="left"><span style="font-size: 10pt">    UART_CSA_B