專利名稱：具有串口擴(kuò)展裝置的cpu的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種計算控制的功能單元，特別是一種具有串口擴(kuò)展裝置的CPU。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中的CPU是指一中央處理模塊，或中央處理器，其通常只具有1～2個串口裝置，所謂串口裝置是指一種數(shù)據(jù)輸入輸出的通道，該通道在CPU的作用下只能讓數(shù)字信號的字節(jié)逐一通過，即串行傳輸方式。CPU的串口裝置的應(yīng)用是很廣泛的，但是一個CPU只能提供1～2個串口，使CPU的作用大大減小了，從而導(dǎo)致需要使用多串口時，還需要多個CPU進(jìn)行支持，增加了電路布線空間，同時增加了電路成本。實(shí)際上CPU的功能是足以支持多個串口進(jìn)行使用的，但由于其自身空間體積的限制，導(dǎo)致其也只能提供1～2個串口。
發(fā)明構(gòu)成本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處而提供一種可支持多個串口，并使CPU能充分利用的具有串口擴(kuò)展裝置的CPU。
本實(shí)用新型的目的是通過以下途徑來實(shí)現(xiàn)的具有串口擴(kuò)展裝置的CPU，包括有CPU的串口裝置，其結(jié)構(gòu)要點(diǎn)在于，還包括有串口擴(kuò)展裝置，其與串口裝置電連接，而串口擴(kuò)展裝置包括有信號接收裝置、基準(zhǔn)裝置、選通裝置和驅(qū)動發(fā)送裝置，其中信號接收裝置和基準(zhǔn)裝置分別與選通裝置的兩信號輸入端連接，而選通裝置的信號輸出端則與驅(qū)動發(fā)送裝置電連接。
串口擴(kuò)展裝置可以通過數(shù)據(jù)總線而與復(fù)數(shù)個外接應(yīng)用設(shè)備連接，而每個外接應(yīng)用設(shè)備均有分配地址，當(dāng)CPU要與其中一個外接應(yīng)用設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送時，CPU將發(fā)送該外接應(yīng)用設(shè)備的地址信號和要與該外接應(yīng)用設(shè)備傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信號到串口擴(kuò)展裝置，串口擴(kuò)展裝置接收到相應(yīng)的地址信號和數(shù)據(jù)信號后，將地址信號與串口擴(kuò)展裝置的基準(zhǔn)裝置的基準(zhǔn)值進(jìn)行比較，確認(rèn)該地址后，通過選通裝置打開與該外接應(yīng)用設(shè)備的連接，并通過驅(qū)動發(fā)送裝置將相應(yīng)的數(shù)據(jù)信號送入該外接應(yīng)用設(shè)備。
通過這樣的擴(kuò)展串口及選通的數(shù)據(jù)傳輸方式，使CPU可擴(kuò)展多個串口以連接更多的外接應(yīng)用設(shè)備，從而充分利用了CPU，這樣當(dāng)需要多個串口連接外接應(yīng)用設(shè)備時，只需要一個CPU進(jìn)行支持就可以了，大大減小了電路的布線空間，并降低了電路的成本，具有突出的經(jīng)濟(jì)效益和技術(shù)效果。
本實(shí)用新型可以進(jìn)一步具體為串口擴(kuò)展裝置包括串口輸出擴(kuò)展裝置和串口輸入擴(kuò)展裝置，二者均包括有相應(yīng)的信號接收裝置、基準(zhǔn)裝置、選通裝置和驅(qū)動發(fā)送裝置。
由于串口的數(shù)據(jù)傳輸方式是一種串行傳輸方式，而外接應(yīng)用設(shè)備又增加了，所以其輸入輸出需要分開，否則將導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳輸速度太慢而不能滿足要求。
該串口輸出擴(kuò)展裝置的工作方式為當(dāng)CPU要與其中一個外接應(yīng)用設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送時，CPU將發(fā)送該外接應(yīng)用設(shè)備的地址信號和要與該外接應(yīng)用設(shè)備傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信號到串口擴(kuò)展裝置，串口擴(kuò)展裝置的信號接收裝置接收到CPU串口裝置發(fā)送過來的相應(yīng)的地址信號和數(shù)據(jù)信號后，將地址信號與串口擴(kuò)展裝置的基準(zhǔn)裝置的基準(zhǔn)值進(jìn)行比較，確認(rèn)該地址后，通過選通裝置打開與該外接應(yīng)用設(shè)備的連接，并通過驅(qū)動發(fā)送裝置將相應(yīng)的數(shù)據(jù)信號送入該外接應(yīng)用設(shè)備。在串口輸出擴(kuò)展裝置中，信號接收裝置的信號接收端是與CPU的串口裝置連接的，而驅(qū)動發(fā)送裝置的信號發(fā)送端是與外接應(yīng)用設(shè)備連接的。
該串口輸入擴(kuò)展裝置則是相反，信號接收裝置的信號接收端是與外接應(yīng)用設(shè)備連接的，而驅(qū)動發(fā)送裝置的信號發(fā)送端是與CPU的串口裝置連接的。其工作方式為當(dāng)一個外接應(yīng)用設(shè)備需要與CPU進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時，其將該外接應(yīng)用設(shè)備的地址信號和數(shù)據(jù)信號發(fā)送到串口輸入擴(kuò)展裝置，而串口輸入擴(kuò)展裝置的信號接收裝置接收到上述兩個信號后，將地址信號通過選通裝置的基準(zhǔn)比較后，將地址信號和數(shù)據(jù)信號一并發(fā)送到CPU串口裝置中，由CPU串口裝置進(jìn)行地址識別和數(shù)據(jù)處理。
串口擴(kuò)展輸入裝置和串口擴(kuò)展輸出裝置還均包括有一數(shù)據(jù)緩沖存儲裝置，其與信號接收裝置的信號輸出端連接。
該數(shù)據(jù)緩沖存儲裝置是用于存儲傳輸過程中的數(shù)據(jù)信號，因?yàn)榇跀?shù)量多，則傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量也大，所以可以將來不及處理的數(shù)據(jù)信號進(jìn)行緩存。
這樣串口裝置還可以包括有串口輸出裝置和串口輸入裝置，其中串口輸出裝置是對應(yīng)與串口擴(kuò)展輸出裝置的信號接收裝置電連接的，而串口輸入裝置則是對應(yīng)與串口擴(kuò)展輸入裝置的信號接收裝置電連接的。
同樣，為了保證數(shù)據(jù)傳輸量的增大，而不影響數(shù)據(jù)傳輸速度的情況下，串口裝置也是將輸入輸出分開進(jìn)行。
串口裝置還包括有一信號處理裝置，該信號處理裝置包括有控制比較裝置、控制基準(zhǔn)裝置和驅(qū)動控制裝置，其中，控制基準(zhǔn)裝置和串口輸入裝置的輸入端分別與控制比較裝置的輸入端連接，而控制比較裝置的輸出端則與驅(qū)動控制裝置連接。
當(dāng)串口裝置接收到串口擴(kuò)展輸入裝置的地址信號和數(shù)據(jù)信號后，將對該地址信號通過控制比較裝置進(jìn)行比較和確認(rèn)，然后再通過驅(qū)動控制裝置送入相應(yīng)的處理裝置進(jìn)行處理。例如某一外接應(yīng)用設(shè)備的地址為101，當(dāng)其地址信號和數(shù)據(jù)信號通過串口擴(kuò)展輸入裝置而進(jìn)入串口裝置后，控制比較裝置將確認(rèn)地址信號是否是101，是否有效，確認(rèn)后，將其數(shù)據(jù)信號送入該外接應(yīng)用設(shè)備所對應(yīng)的在CPU中的處理程序進(jìn)行處理。
本實(shí)用新型還可以進(jìn)一步具體為串口擴(kuò)展輸出裝置是型號為4051的控制芯片，其第9、10、11、3腳為信號接收裝置，并與CPU的串口輸出裝置連接。
而CPU包括型號為W78E516B的處理芯片，其第11、12、13、14腳為串口輸出裝置，并分別與4051的第9、10、11、3腳電連接。
其中W78E516B的第11腳為數(shù)據(jù)發(fā)送線，而第12、13、14腳為地址信號發(fā)送傳輸線；對應(yīng)的4051的第9腳為該串口擴(kuò)展輸出裝置的數(shù)據(jù)接收線，而第10、11、3腳為地址信號接收線。
串口擴(kuò)展輸入裝置是型號為4051的控制芯片，其第9、10、11、3腳為驅(qū)動發(fā)送裝置，并與CPU的串口輸入裝置連接。
而CPU包括型號為W78E516B的處理芯片，其第10、12、13、14腳為串口輸出裝置，并分別與4051的第9、10、11、3腳電連接。
其中W78E516B的第10腳為數(shù)據(jù)接收線，而第12、13、14腳為地址信號接收傳輸線；對應(yīng)的4051的第9腳為該串口擴(kuò)展輸入裝置的數(shù)據(jù)發(fā)送線，而第10、11、3腳為地址信號發(fā)送線。
以上4051和W78E516B是通過數(shù)據(jù)總線進(jìn)行連接的，為了擴(kuò)展更多的串口，可以安裝更多對輸入輸出的串口擴(kuò)展裝置與該數(shù)據(jù)總線進(jìn)行連接。
綜上所述，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于，CPU通過利用了串口擴(kuò)展裝置對復(fù)數(shù)個串口進(jìn)行了分配，并通過該串口擴(kuò)展裝置進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸處理，從而使CPU具有更多的串口通訊，可以方便的控制多個需要串口的應(yīng)用設(shè)備，提高了CPU的使用率，降低了多串口電路的經(jīng)濟(jì)成本。


圖1所示為本實(shí)用新型所述的最佳實(shí)施例的電路框架示意圖；圖2所示為本實(shí)用新型所述的最佳實(shí)施例的具體電路框架示意圖；圖3所示為本實(shí)用新型所述的最佳實(shí)施例的電路圖。
下面我們結(jié)合實(shí)施例對本實(shí)用新型做進(jìn)一步描述。
具體實(shí)施例最佳實(shí)施例參見附圖1，具有串口擴(kuò)展裝置的CPU，包括有CPU的串口裝置和串口擴(kuò)展裝置，而串口擴(kuò)展裝置還包括有信號接收裝置、基準(zhǔn)裝置、選通裝置和驅(qū)動發(fā)送裝置，其中信號接收裝置和基準(zhǔn)裝置分別與選通裝置的兩信號輸入端連接，而選通裝置的信號輸出端則與驅(qū)動發(fā)送裝置電連接。信號接收裝置的兩信號接收端的信號輸入端分別與串口裝置和外接應(yīng)用設(shè)備的信號輸出端連接，而驅(qū)動發(fā)送裝置的信號發(fā)送端分別與串口裝置和外接應(yīng)用設(shè)備的信號輸入端連接。
當(dāng)CPU需要向外接應(yīng)用設(shè)備發(fā)送信息時，將經(jīng)串口裝置將信號送入信號接收裝置，再通過選通裝置進(jìn)行信號識別，最后通過驅(qū)動發(fā)送裝置將相應(yīng)的數(shù)據(jù)信號發(fā)送到外接應(yīng)用設(shè)備。反之，當(dāng)外接應(yīng)用設(shè)備要發(fā)送信息到CPU時，將信號送入信號接收裝置，再通過選通裝置進(jìn)行信號識別，最后通過驅(qū)動發(fā)送裝置將相應(yīng)的數(shù)據(jù)信號經(jīng)串口裝置發(fā)送回CPU。在這里，選通裝置是對每一路信號進(jìn)行分時通訊的，需要對每一路信號進(jìn)行識別后，選通開啟相應(yīng)的傳輸連接。
參見附圖2，這是具體的電路框架示意圖，串口裝置包括有串口輸出裝置、串口輸入裝置和信號處理裝置，其中信號處理裝置包括有控制比較裝置、控制基準(zhǔn)裝置和驅(qū)動控制裝置，其中，控制基準(zhǔn)裝置和串口輸入裝置的輸入端分別與控制比較裝置的輸入端連接，而控制比較裝置的輸出端則與驅(qū)動控制裝置連接。當(dāng)串口裝置接收到串口擴(kuò)展輸入裝置的地址信號和數(shù)據(jù)信號后，將對該地址信號通過控制比較裝置進(jìn)行比較和確認(rèn)，然后再通過驅(qū)動控制裝置送入相應(yīng)的處理裝置進(jìn)行處理。
串口擴(kuò)展裝置則包括有串口擴(kuò)展輸出裝置和串口擴(kuò)展輸入裝置，二者均包括有信號接收裝置、基準(zhǔn)裝置、選通裝置和驅(qū)動發(fā)送裝置，其之間連接方式如上所述。在串口擴(kuò)展輸入裝置中，信號接收裝置的信號接收端是與外接應(yīng)用設(shè)備連接的，而驅(qū)動發(fā)送裝置的信號發(fā)送端是與CPU的串口裝置連接的；而在串口輸出擴(kuò)展裝置中，信號接收裝置的信號接收端是與CPU的串口裝置連接的，而驅(qū)動發(fā)送裝置的信號發(fā)送端是與外接應(yīng)用設(shè)備連接的。共有6個外接應(yīng)用設(shè)備通過數(shù)據(jù)總線的傳輸而與串口擴(kuò)展輸入裝置的信號接收裝置和串口擴(kuò)展輸出裝置的驅(qū)動發(fā)送裝置連接。
參見附圖3，串口擴(kuò)展輸出裝置是型號為4051的控制芯片，其第9、10、11、3腳為信號接收裝置，并與CPU的串口輸出裝置連接。串口擴(kuò)展輸入裝置是型號為4051的控制芯片，其第9、10、11、3腳為驅(qū)動發(fā)送裝置，并與CPU的串口輸入裝置連接。
而CPU包括型號為W78E516B的處理芯片，其第11、12、13、14腳為串口輸出裝置，并分別與串口擴(kuò)展輸出裝置的405 1的第9、10、11、3腳電連接。其第10、12、13、14腳為串口輸出裝置，并分別與串口擴(kuò)展輸入裝置的4051的第9、10、11、3腳電連接。
其中W78E516B的第11腳為數(shù)據(jù)發(fā)送線，而第12、13、14腳為地址信號發(fā)送傳輸線；對應(yīng)的4051的第9腳為該串口擴(kuò)展輸出裝置的數(shù)據(jù)接收線，而第10、11、3腳為地址信號接收線。而W78E516B的第10腳為數(shù)據(jù)接收線，而第12、13、14腳為地址信號接收傳輸線；對應(yīng)的4051的第9腳為該串口擴(kuò)展輸入裝置的數(shù)據(jù)發(fā)送線，而第10、11、3腳為地址信號發(fā)送線。上述的W78E516B的第12、13、14腳為公用的地址信號傳輸線，其可提供從001～111等八個數(shù)字地址信號的傳輸。
另外，4051的數(shù)據(jù)傳輸線是通過一數(shù)據(jù)總線以RS232的通訊協(xié)議方式而與6個外接應(yīng)用設(shè)備連接，也就是說串口裝置在與外接應(yīng)用設(shè)備的傳輸中，需要將信號轉(zhuǎn)換為RS232信號，然后提供給外接應(yīng)用設(shè)備。
本實(shí)用新型未述部分與現(xiàn)有技術(shù)相同。
權(quán)利要求1.具有串口擴(kuò)展裝置的CPU，包括有CPU的串口裝置，其結(jié)構(gòu)要點(diǎn)在于，還包括有串口擴(kuò)展裝置，其與串口裝置電連接，而串口擴(kuò)展裝置還包括有信號接收裝置、基準(zhǔn)裝置、選通裝置和驅(qū)動發(fā)送裝置，其中信號接收裝置和基準(zhǔn)裝置分別與選通裝置的兩信號輸入端連接，而選通裝置的信號輸出端則與驅(qū)動發(fā)送裝置電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有串口擴(kuò)展裝置的CPU，其特征在于，串口擴(kuò)展裝置包括串口輸出擴(kuò)展裝置和串口輸入擴(kuò)展裝置，二者均包括有相應(yīng)的信號接收裝置、基準(zhǔn)裝置、選通裝置和驅(qū)動發(fā)送裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有串口擴(kuò)展裝置的CPU，其特征在于，在串口輸出擴(kuò)展裝置中，信號接收裝置的信號接收端與CPU的串口裝置連接，而驅(qū)動發(fā)送裝置的信號發(fā)送端與外接應(yīng)用設(shè)備連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有串口擴(kuò)展裝置的CPU，其特征在于，在串口輸入擴(kuò)展裝置中，信號接收裝置的信號接收端與外接應(yīng)用設(shè)備連接，而驅(qū)動發(fā)送裝置的信號發(fā)送端與CPU的串口裝置連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有串口擴(kuò)展裝置的CPU，其特征在于，串口擴(kuò)展輸入裝置和串口擴(kuò)展輸出裝置還均包括有一數(shù)據(jù)緩沖存儲裝置，其與信號接收裝置的信號輸出端連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有串口擴(kuò)展裝置的CPU，其特征在于，串口裝置還可以包括有串口輸出裝置和串口輸入裝置，其中串口輸出裝置是對應(yīng)與串口擴(kuò)展輸出裝置的信號接收裝置電連接的，而串口輸入裝置則是對應(yīng)與串口擴(kuò)展輸入裝置的信號接收裝置電連接的。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的具有串口擴(kuò)展裝置的CPU，其特征在于，串口裝置還包括有一信號處理裝置，該信號處理裝置包括有控制比較裝置、控制基準(zhǔn)裝置和驅(qū)動控制裝置，其中，控制基準(zhǔn)裝置和串口輸入裝置的輸入端分別與控制比較裝置的輸入端連接，而控制比較裝置的輸出端則與驅(qū)動控制裝置連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有串口擴(kuò)展裝置的CPU，其特征在于，串口擴(kuò)展輸出裝置是型號為4051的控制芯片，其第9、10、11、3腳為信號接收裝置，并與CPU的串口輸出裝置連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有串口擴(kuò)展裝置的CPU，其特征在于，串口擴(kuò)展輸入裝置是型號為4051的控制芯片，其第9、10、11、3腳為驅(qū)動發(fā)送裝置，并與CPU的串口輸入裝置連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的具有串口擴(kuò)展裝置的CPU，其特征在于，CPU包括型號為W78E516B的處理芯片，其第11、12、13、14腳為串口輸出裝置，并分別與串口擴(kuò)展輸出裝置的4051的第9、10、11、3腳電連接，其第10、12、13、14腳為串口輸出裝置，并分別與串口擴(kuò)展輸入裝置的4051的第9、10、11、3腳電連接。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種計算控制的功能單元，特別是一種具有串口擴(kuò)展裝置的CPU，包括有CPU的串口裝置，其結(jié)構(gòu)要點(diǎn)在于，還包括有串口擴(kuò)展裝置，其與串口裝置電連接，而串口擴(kuò)展裝置包括有信號接收裝置、基準(zhǔn)裝置、選通裝置和驅(qū)動發(fā)送裝置，其中信號接收裝置和基準(zhǔn)裝置分別與選通裝置的兩信號輸入端連接，而選通裝置的信號輸出端則與驅(qū)動發(fā)送裝置電連接。其優(yōu)點(diǎn)在于，通過這樣的擴(kuò)展串口及選通的數(shù)據(jù)傳輸方式，使CPU可擴(kuò)展多個串口以連接更多的外接應(yīng)用設(shè)備，從而充分利用了CPU，這樣當(dāng)需要多個串口連接外接應(yīng)用設(shè)備時，只需要一個CPU進(jìn)行支持就可以了，大大減小了電路的布線空間，并降低了電路的成本，具有突出的經(jīng)濟(jì)效益和技術(shù)效果。
文檔編號G06F13/00GK2650232SQ0325235
公開日2004年10月20日 申請日期2003年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月30日
發(fā)明者俞龍瑞 申請人:福建締邦實(shí)業(yè)有限公司