ＧＭ８１４１／２
兼容SPI TM 总线的UART 扩展芯片
数据手册
２００６．６
成都国腾微电子有限公司
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２２ ２４ ８１４１－ＳＯ封装改为ＳＯＰ２０
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编制时间：２００６年６月
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数据手册 第 １ 页 共 ２３ 页 2006年6月目录
1 概述 (3)
2 特征 (3)
3 封装及引脚功能说明 (3)
4 功能描述 (5)
4.1 SPI接口 (5)
4.2 工作模式 (5)
4.2.1 基本操作 (5)
4.2.2 功能寄存器 (6)
４．３ＵＡＲＴ接口 (10)
４．４中断 (10)
4.5 ShutDown模式 (11)
4.5.1 软件shutdown条件及步骤 (12)
4.5.2 软件shutdown的唤醒条件及步骤 (12)
4.5.3 硬件shutdown条件及步骤 (12)
4.5.4 硬件shutdown的唤醒条件及步骤 (12)
4.5.5 软件shutdown与硬件shutdown之间的关系 (12)
4.5.6 软件/硬件shutdown 时序图 (12)
４．６ＩｒＤＡ模式 (13)
4.7 CS片选信号与总线使能控制 (13)
4.8 外部复位功能 (14)
４．９晶振 (14)
4.10 其他应用示意图 (15)
5 产品选型指南 (18)
6 参数指标 (18)
6.1 极限工作条件 (18)
6.2 推荐工作条件 (19)
6.3 电学参数 (19)
6.4 SPI接口参数 (20)
7 机械尺寸 (20)
7.1 DIP16封装尺寸图 (20)
7.2 DIP20封装尺寸图 (21)
7.3 SOP20封装尺寸图 (22)
数据手册 第 ２ 页 共 ２３ 页 2006年6月1概述
该芯片可以将一个标准SPI接口扩展成2个（GM8141）或4个（GM8142）标准的UART，并具备两种工作模式：串口扩展模式和广播模式。
串口扩展模式可以让所有子串口以各自设置的波特率，帧长和校验方式，同时和SPI 接口进行数据收发。SPI数据为16bit，其中高8bit为子串口地址以及其它附加命令和状态信息，低8bit为实际收发的数据。
广播模式则是SPI接口的数据可以按各子串口设置的波特率、帧长和校验方式同时发送到所有子串口中。（即从SPI给GM814X的数据同时对所有子串口都有效，各子串口以自己的功能寄存器定义方式工作）
该芯片的工作模式由软件进行设置，SPI接口为从机方式，各子串口的工作波特率、数据帧长等各种通信设置都可由软件设置，减少了外部MCU的IO需求。芯片的功耗低，具备多种掉电操作。
该芯片的外部控制少，应用灵活，编程使用简单，适合于大多数多串口扩展需要的应用。
2特征
l通过SPI总线扩展2和4个标准的串口
l 2.5V~6.5V宽工作电压范围
l低功耗，低静态工作电流
l工业级性能
l Shutdown模式外部引脚控制
l软件Shutdown功能
l Shutdown模式下超低的静态电流<100uA（3.3V工作电压），唤醒时间不超过25ms l正常工作模式下<3mA的工作电流（3.3V工作电压）
l工作模式、串口波特率、奇偶校验，数据长度，中断方式，中断屏蔽，红外方式，主机呼叫设置都通过控制字设置，不再需要外部引脚，可节省大量IO资源l各子串口具备的发送数据的8级FIFO
l接收的16级 FIFO，满足高速数据接收，减少数据溢出
l 3.68M晶振下子串口最高到230400Bps
l兼容IrDA数据模式
l具备数据广播功能
l输出波特率误差小于0.1%，输入波特率误差允许小于3.4%
l同时提供DIP、SOP两种封装，为用户提供更灵活的选择
3封装及引脚功能说明
GM8141/2提供DIP、SOP等多种封装形式，用户可根据各自系统的应用环境选择不同等级的封装，引脚排布见图1所示：
数据手册 第 ３ 页 共 ２３ 页 2006年6月
ＯＳＣＯＯＳＣＩＣＳＳＣＬＫＤＩＮＤＯＵＴＲＳＴＧＮＤ
ＶＤＤ
ＳＨＤＮ
ＴＸＤ１
ＲＸＤ１
ＴＸＤ２
ＲＸＤ２
ＩＲＱ
ＮＣ
ＯＳＣＯ
ＯＳＣＩ
ＣＳ
ＳＣＬＫ
ＤＩＮ
ＤＯＵＴ
ＲＳＴ
ＧＮＤ
ＶＤＤ
ＩＲＱ
ＳＨＤＮ
ＴＸＤ１
ＲＸＤ１
ＴＸＤ２
ＲＸＤ２
ＮＣ
ＮＣ
ＮＣ
ＮＣ
ＮＣ
ＯＳＣＯ
ＯＳＣＩ
ＣＳ
ＳＣＬＫ
ＤＩＮ
ＤＯＵＴ
ＲＸＤ４
ＴＸＤ４
ＲＳＴ
ＧＮＤ
ＶＤＤ
ＩＲＱ
ＲＸＤ３
ＴＸＤ３
ＳＨＤＮ
ＴＸＤ１
ＲＸＤ１
ＴＸＤ２
ＲＸＤ２
ＮＣ
图1 GM8141/2引脚排布图
该芯片的各引脚功能描述见表1：
表1 芯片引脚功能说明
引脚名方向说明
OSCO Out 振荡器输出；
OSCI In 振荡器输入；
TXD1 Out 子通道1的发送端口；
RXD1 In 子通道1的接收端口；
NC －－
TXD2 Out 子通道2的发送端口；
RXD2 In 子通道2的接收端口；
TXD3 Out 子通道3的发送端口；（仅GM8142提供）
RXD3 In 子通道3的接收端口；（仅GM8142提供）
TXD4 Out 子通道4的发送端口；（仅GM8142提供）
RXD4 In 子通道4的接收端口；（仅GM8142提供）
IRQ Out 中断输出，低有效。Open-Drain输出，需外接30K 上拉电阻；
GND Out 电源地；
DOUT Out SPI串行数据输出；
DIN In SPI串行数据输入；
SCLK In SPI时钟信号输入；
RST In 复位引脚；
数据手册 第 ４ 页 共 ２３ 页 2006年6月SHDN In 掉电模式控制引脚。SHDN=0：芯片进入低功耗掉电工作模式。SHDN=1：正常工作模式；
CS In Chip Select，片选信号，控制SPI时钟有效性，低电平有效。有效时，允许芯片的时钟接收和数据收发，无效时，芯片不响应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；
VDD In 电源电压；
4功能描述
4.1SPI接口
SPI接口上的数据收发为16bit的数据长度。数据的接收以时钟的上升沿为采样标志，数据的发送以时钟信号的下降沿为移位标志。16bit的数据收发从CS为低时有效，当CS拉高后，结束数据的收发，并对数据进行判断和有效性分析。
如下为SPI接口时序图，相关参数见表20。
图2 SPI接口时序图
注：SPI接口时序必须严格遵守本图规定。
4.2工作模式
4.2.1基本操作
对芯片的操作包括该芯片的工作模式、各子串口的波特率设置、数据帧长和UART第9位功能设置等等，该操作通过写内部的功能设置寄存器来实现，同时可以读取功能设置寄存器内的内容。
发送数据时，外部MCU通过SPI接口向芯片写入16bit的数据，其中高8bit为子串口地址及附加信息，低8bit为实际的发送数据。
读取数据时，从芯片读取一个16bit的数据，其中高8bit为子串口地址及附加信息，低8bit为实际的接收数据。
芯片在实现以上功能的操作的时候，通过外部MCU向芯片写入16bit的数据来实现，该数据的高2位是操作功能标志位。详细见表2和表3。
数据手册 第 ５ 页 共 ２３ 页 2006年6月
表2 SPI数据格式
BIT 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
DIN MOD1 MOD0 X X X X X X X X X X X X X X DOUT R T 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
表3 工作模式标志位定义
MOD1 MOD0 功能描述
1 1 写功能设置寄存器模式
0 1 读功能设置寄存器模式
1 0 发送数据模式
0 0 接收数据模式
4.2.2功能寄存器
芯片的工作方式设置包括芯片的工作模式、子串口帧格式设置和子串口通讯波特率设置等。芯片进行工作方式设置时的寄存器中各bit的定义如表7。
对功能设置寄存器的操作包括写操作和读操作。在读寄存器数据时，DIN的bit11~bit12
表示需要读取的子串口设置的地址，DOUT则在后续bit位上送出相应的设置数据。
操作的数据格式见表4～表6。
表4 写功能设置寄存器定义
BIT 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 DIN 1 1 SHDN PS1 PS0 PM PEM TM IR L P1 P0 B3 B2 B1 B0 DOUT R T 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
注1：表6中除了MOD1,MOD0,SHDN共3位为整个芯片的功能定义外，其余的PM,PEM,TM,IR,L,P1,P0,B3,B2,B1,B0共11位为各个子串口的功能定义.。
注2：每次重新配置波特率设置后，相应串口的波特率在大于新波特率的1bit时间长度后才
会生效。
表5 读功能设置寄存器定义
BIT 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 DIN 0 1 0 PS1 PS0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 DOUT R T SHDN 0 0 PM PEM TM IR L P1 P0 B3 B2 B1 B0
表6 读发送FIFO状态寄存器定义
BIT 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 DIN 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 DOUT R T SHDN 0 0 0 0 0 0 0 0 0 T4 T3 T2 T1
表7 功能设置寄存器定义描述
BIT名缺省值功能描述
B0~B3 0000 波特率分频标志位。晶振频率为 3.68MHz时，设置波特率从数据手册 第 ６ 页 共 ２３ 页 2006年6月600Bps~230.4KBps，具体设置方式参见表10，缺省波特率为
76.8kbps。
P0~P1 00 校验方式标志位。校验方式设置参见表9。
L 0 子串口数据帧长标志位。为0时表示串口数据帧长为10bit，GM814X 不处理功能寄存器bit4、bit5、bit9、bit10的设置值；为1时表示数据帧长为11bit。
PS0~PS1 00 串口地址，子串口地址标志位，设置参见表8。
PM 0 当P1、P0为11时，处于用户自定义模式，表 12《数据发送或同步数据发送与接收格式》与表 13《单独数据接受格式》中的第9位数据有效；这时，如果PM为“1”，则GM814X处于主机呼叫方式，从串口上传回来的数据第9位如果为“1”，则将该数据置入FIFO中，如果为“0”，则丢弃，不置入FIFO；但是，如果PM为“0”，则表示GM814X工作在数据收发状态，则从串口回来的数据不管第9位是否为“1”，都将该数据置入FIFO中上传给SPI总线。
PEM 0 校验错误数据过滤控制，当PEM=“1”启动校验错误过滤功能，即：串口送给GM814X的数据如果校验后发现该数据错误，则直接丢弃不做处理，当PEM=“0”时，关闭校验错误过滤功能，即：串口送给GM814X的数据不管校验后，该数据对错与否，都上传给SPI
TM 0 发送数据中断标志产生屏蔽位。当TM为1时，子串口的发送FIFO 的数据发送完成后不再产生IRQ中断，但是仍然产生中断向量标志(RSt0~RSt1)。
IR 0 IrDA时序兼容模式标志位。为0时表示当前设置的串口时序为标准时序，为1时表示当前设置的串口时序为IrDA兼容时序模式。
SHDN 0 软件Shutdown控制标志位。为0时GM814X进入正常工作模式；为1时GM814X按以下工作：
1：除了唤醒指令外，停止接收SPI过来的新数据。
2：如果当前没有和SPI交换数据，则直接停止和SPI交换数据。3：如果当前正在接收串口来的数据，也立刻停止当前字节的接收。4：片内接收FIFO中的数据被MCU读取完毕，或片内发送FIFO中的数据从TXD上发送完毕。
完成以上工作后，进入Shutdown模式，在该模式下，GM814X 自动清除中断寄存器的内容，但保留功能设置寄存器内的数据。
T1~T4 0 T1~T4分别表示串口1～4的发送FIFO是否为空的标志，为空时的值为1，不为空时值为0。若为GM8141,则T3、T4均为默认值0。
表8 子串口地址标志位定义
PS1 PS0 功能描述备注
0 0 子串口1
0 1 子串口2
1 0 子串口3 对GM8141操作无效
1 1 子串口4 对GM8141操作无效
数据手册 第 ７ 页 共 ２３ 页 2006年6月
功能寄存器波特率(相应f osc条件如下) B3 B2 B1 B0 1.8432MHz 3.68MHz 7.3728MHz 14.7456MHz
0 0 0 0 38.4k 76.8k 153.6k 307.2k
0 0 0 1 19.2k 38.4k 76.8k 153.6k
0 0 1 0 9.6k 19.2k 38.4k 76.8k
0 0 1 1 4.8k 9.6k 19.2k 38.4k
0 1 0 0 2.4k 4.8k 9.6k 19.2k
0 1 0 1 1.2k 2.4k 4.8k 9.6k
0 1 1 0 0.6k 1.2k 2.4k 4.8k
0 1 1 1 0.3k 0.6k 1.2k 2.4k
1 0 0 0 115.2k 230.4k 460.8k 921.6k
1 0 0 1 57.6k 115.2k 230.4k 460.8k
1 0 1 0 28.8k 57.6k 115.2k 230.4k
1 0 1 1 14.4k 28.8k 57.6k 115.2k
1 1 0 0 7.2k 14.4k 28.8k 57.6k
数据手册 第 ８ 页 共 ２３ 页 2006年6月1 1 0 1 3.6k 7.2k 14.4k 28.8k
1 1 1 0 1.8k 3.6k 7.2k 14.4k
1 1 1 1 0.9k 1.8k 3.6k 7.2k 注：典型情况下f osc＝7.3728MHz。
表11 子串口地址标志位设置表
RSr1/ RSt1 RSr0/
RSt0
子串口编号备注
0 0 子串口1
0 1 子串口2
1 0 子串口3 对GM8141设置无效
1 1 子串口4 对GM8141设置无效
GM814X从SPI接口上接收16bit的数据（包括写数据命令位、指定的子串口地址位和
实际的发送数据），并写入到数据发送寄存器中。
任何时候GM814X接收到数据后都在bit15和bit14上返回R和T标志，让外部MCU
知道GM814X的数据收发情况，便于执行下一WORD的发送操作或读取接收FIFO中的数
据。
表 14为发送数据格式定义。
表12 数据发送或同步数据发送与接收格式
BIT 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 DIN 1 0 STA PS1 PS0 0 0 Pt DO7 DO6 DO5 DO4 DO3 DO2 DO1 DO0 DOUT R T RSr1 RSr0 RSt1 RSt0 PE Pr DI7 DI6 DI5 DI4 DI3 DI2 DI1 DI0
表13 单独数据接收格式定义
BIT 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 DIN 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 DOUT R T RSr1 RSr0 RSt1 RSt0 PE Pr DI7 DI6 DI5 DI4 DI3 DI2 DI1 DI0
表14 发送数据定义
BIT名缺省值功能描述
DO0~DO7 0x00 发送的数据
Pt 0 设置的主从通信标志。当P0、P1设置为主从通信标志模式，Pt为外部MCU发送的主从通信标志
PS0~PS1 00 串口地址，选择发送数据的子串口地址
STA 0 Send To All标志位。为1时，该数据以广播方式发送到所有子串口中，GM814X不再处理RSt0~RSt1地址数据
表15 接收数据定义
BIT名缺省值功能描述
DI0~DI7 0x00 接收的数据
RSr0~RSr1 00 接收数据的子串口地址，若R有效，则该两位表示接收到数据的子串口
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数据手册 第 １０ 页 共 ２３ 页 2006年6月
地址，具体设置参照表11
RSt0~RSt1
00 发送寄存器空中断标志向量，若T 有效，则该两位表示数据发送完成的子串口地址，具体设置参照表11 Pr 0 子串口数据的第9位
PE 0 Parity Error ，校验错误标志位，“1”表示有效 T 0 发送寄存器空标志位，“1” 表示有效
R
数据接收有效标志位，“1”有效
注：若GM814X 的每个串口发送FIFO 中都无数据时，每次数据发送
/接收时的DOUT 中的
RSt0~RSt1会依次更改参数值来指示发送FIFO 空的串口编号。
４．３ ＵＡＲＴ接口
GM814X 的串口遵循通用异步串口的通讯规则，图3、图4分别为串口的数据采样规则和在相应通讯模式下的数据格式。
７１６
８９１２３４５６１０１１１２１３１４１５
图3 UART 波特图
Ｌ＝１， Ｐ１＝１， Ｐ０＝０，Ｌ＝１， Ｐ１＝０， Ｐ０＝Ｘ，Ｌ＝１， Ｐ１＝１， Ｐ０＝１，Ｌ＝０， Ｐ１＝Ｘ， Ｐ０＝Ｘ，
图4 UART RX/TX 数据格式
４．４ 中断
GM814X 具备丰富的中断功能，满足表 16内的条件和设置时，将IRQ 电平拉低，并在
数据手册 第 １１ 页 共 ２３ 页 2006年6月
DOUT 的数据中输出中断信息。当外部MCU 通过SPI 总线读取了中断的标志和中断标志向量等相关信息时，GM814X 清除当前的中断标志并拉高IRQ 引脚。若还有其它中断信号，则继续产生下一个中断，拉低IRQ 引脚，等待外部MCU 读取下一个中断信号。
表16 中断设置和中断说明
BIT 名
中断屏蔽标志位
中断产生条件
说明
R 数据接收就绪
当FIFO 接收到数据后，置位R ，并产生IRQ 中断；该IRQ 中断被MCU 响应，且MCU 对GM814X 进行了相关操作（接收数据操作或者发送数据操作）后，该中断即被清除； 若接收FIFO 内还有数据，则继续重复产生新的IRQ 中断和置位R ，直到FIFO 内的数据被读取完。 T TM
FIFO 中的数据发送完成
发送FIFO 为空时，T=1；
所有的发送FIFO 都不为空时，T=0；
发送FIFO 由不空变为为空后，产生IRQ 中断； 该IRQ 中断被MCU 响应，且MCU 对GM814X 进行了相关操作（接收数据操作或者发送数据操作）后，该中断即被清除；
注1：若在接收子串口数据时发现帧错误或停止位错误，GM814X 则直接丢弃不处理。也不做任何中断响应。
注2：若存在同时由R 中断源和T 中断源产生的中断，该IRQ 中断被MCU 响应，且MCU 对GM814X 进行了相关操作（接收数据操作或者发送数据操作）后，该中断即被清除；
Ｒ中断源Ｔ中断源
图5 中断逻辑
4.5 ShutDown 模式
如果输入软件Shutdown 命令或外部SHDN 引脚被拉低，GM814X 则进入Shutdown 模式。若是软件Shutdown 操作，参照表 7内的相关描述。硬件Shutdown 操作则让GM814X
中止当前的一切操作，立即进入Shutdown模式。
在软件Shutdown模式下，FIFO、发送寄存器、中断标志都将被清除，但DIN能接收命令（SHDN=0）让GM814X恢复正常工作模式。
当DIN上收到唤醒（SHDN=0）指令、或者SHDN引脚拉高、或者子串口的RXD上有数据接收（处于软件Shutdown模式），GM814X会在25ms内恢复正常工作模式。若是RXD 引起的唤醒，并由此产生IRQ中断，接收的数据可能会出现错误。
4.5.1软件shutdown条件及步骤
1)确保GM814X的硬件shutdown信号SHDN处于高电平；
2)确保GM814X不处于硬件shutdown状态；
3)确保下位机不再向GM814X的RX口发送数据；
4)确保MCU不再向GM814X的SPI口发送数据；
5)MCU发送软件shutdown指令；
6)若GM814X接收FIFO中有数据，MCU需要将这些数据读取完毕；
7)等待GM814X将发送FIFO中的数据发送完毕；
8)进入软件shutdown状态；
4.5.2软件shutdown的唤醒条件及步骤
1)确保GM814X的硬件shutdown信号SHDN处于高电平；
2)确保GM814X处于软件shutdown状态；
3)MCU发送软件shutdown唤醒指令，或者下位机向GM814X的RX口发送唤醒数据；
4)GM814X即被唤醒；
4.5.3硬件shutdown条件及步骤
1)确保GM814X不处于软件shutdown状态；
2)MCU将GM814X的硬件shutdown信号SHDN置为低电平；
3)进入硬件shutdown状态；
4.5.4硬件shutdown的唤醒条件及步骤
1)GM814X处于硬件shutdown状态；
2)MCU将GM814X的硬件shutdown信号SHDN置为高电平；
3)GM814X即被唤醒；
4.5.5软件shutdown与硬件shutdown之间的关系
1)软件shutdown与硬件shutdown是两个相互的过程；
2)软件shutdown与硬件shutdown只能有一个存在；
3)软件shutdown状态只能通过软件唤醒；
4)硬件shutdown状态只能通过硬件唤醒；
4.5.6软件/硬件shutdown 时序图
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数据手册 第 １３ 页 共 ２３ 页 2006年6月
图6 软件shutdown/唤醒时序图
图7 硬件shutdown/唤醒时序图
表17 shutdown 参数
ｐａｒａｍｅｔｅｒ
ｓｙｍｂｏｌ ＭＩＮ ＴＹＰ ＭＡＸ ｕｎｉｔ Ｓｈｕｔｄｏｗｎ ｓｔａｔｅ ｔｉｍｅ
Ｔｓｌｐ １７ － － ｕｓ Ｓｈｕｔｄｏｗｎ ｃｏｍｍａｎｄ ｔｏ ｃｌｋ ｃｌｏｓｅｄ Ｔｓｌｃ １７ － － ｕｓ Ａｗａｋｅ ｃｏｍｍａｎｄ ｔｏ ｃｌｋ ｗｏｒｋｉｎｇ
Ｔｓｈｃ
－ － ２５
ｍｓ
４．６ ＩｒＤＡ模式
IrDA 模式下，一个位的时间宽度缩短为一个波特时间宽度的3/16（在波特率为115.2KBps 情况下，一个位的时间宽度为1.6us ），如图所示。数据“0
”作为一个高/低脉冲进行传输，在TX 端口，数据“0”由低电平逻辑表示，而在RX 端口，数据“0”由高电平逻辑表示。
Ｎｏｒｍａｌ．ＵＡＲＴ．ＴＸ
ＩｒＤＡ．ＴＸ
ｓｔａｒｔ
ｓｔｏｐ
１
０
１
１
０
０
１
１
ＩｒＤＡ．ＲＸ
图8 IrDA 时序
4.7 CS 片选信号与总线使能控制
CS 控制可用于多个GM814X 挂在SPI 总线上时，外部MCU 选择和其中某个GM814X 通讯时的控制。
当CS 有效时，GM814X 可接收SPI 总线上的时钟并收发数据。当CS 无效时，GM814X 停止和SPI 总线上的数据收发，但是仍然可以正常的收发子串口的数据和产生IRQ 中断输出。
该功能允许了多个GM814X 的并联工作，扩展更多可以同时工作的子串口。允许它们可以同时接收所有子串口的数据。外部MCU 在响应各个GM814X 的中断后，可以查询中
数据手册 第 １４ 页 共 ２３ 页 2006年6月
断来源的GM814X ，然后通过对SPIE 的控制来及时或优先有序的接收子串口的数据接收。
4.8 外部复位功能
外部MCU 或复位电路可以通过向RST 引脚产生一个低电平使该芯片复位，复位后芯片内部所有BUFFER 和寄存器内的数据都将被清零。
注：在芯片的上电和复位，或者再复位期间，扩展串口接收到数据会发生错误。
ＧＭ８１４Ｘ
ＲＳＴ
ｐａｒａｍｅｔｅｒ
ｓｙｍｂｏｌ ＭＩＮ ＴＹＰ ＭＡＸ ｕｎｉｔ Ｅｎａｂｌｅ ｔｉｍｅ，ＲＳＴ↑ｔｏ ＧＭ８１４Ｘ ｖａｌｉｄ
Ｔｅｎ
３００ － －
ｕｓ
图9 复位时序
４．９ 晶振
GM814X 的晶振电路典型应用频率为3.68MHZ 或者7.3728MHZ ，下图为外接晶体电路的典型连接方式。
２２Ｆ
图10 外部晶振连接电路
５ｖ
Ｔｙｐｉｃａｌ Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｃｉｒｃｕｉｔ
图11 典型应用
数据手册 第 １５ 页 共 ２３ 页 2006年6月
ＳＣＬＫ
ＣＳ
ＤＩＮ
ＩＲＱ
图12 光耦驱动应用
数据手册 第 １６ 页 共 ２３ 页 2006年6月
图13 双向光隔离驱动应用
２２ｐＦ
图14 红外连接应用
数据手册 第 １７ 页 共 ２３ 页 2006年6月
数据手册 第 １８ 页 共 ２３ 页 2006年6月
５ｖ
ＩＲＬＥＤ
ＩＲＬＥＤ
图15 直接驱动LED 应用
5 产品选型指南
GM814X 系列产品目前提供GM8141和GM8142两种型号，产品选型参考表18的说明。
表18 产品列表
型号 子串口数
封装 GM8141-DP 2 DIP16 GM8141-SO 2 SOP20 GM8142-DP 4 DIP20 GM8142-SO
4
SOP20
6 参数指标
6.1 极限工作条件
电源电压 －０．５ ～ 7Ｖ 输入电压 －０．５ ～ V DD ＋ ０．５Ｖ 输出电压 －０．５ ～ V DD ＋ ０．５Ｖ 贮存温度ＴＳＴＧ －６５ ～ ＋１５０℃ 工作温度ＴＡ －５０ ～ ＋１２０℃
6.2推荐工作条件
表19 推荐工作条件
符 号 参 数 最 小 最 大 单 位
ＶＣＣ 电源电压 Ｖ
ＶＩ 输入电压 ０ ＶＣＣ Ｖ
ＶＯ 输出电压 ０ ＶＣＣ Ｖ
ＴＡ 工作温度 －４０ ＋８５ ℃
6.3电学参数
表20 电学参数
ｐａｒａｍｅｔｅｒ ｓｙｍｂｏｌ ＭＩＮ ＴＹＰ ＭＡＸ ｕｎｉｔ ＬＯＧＩＣ ＩＮＰＵＴＳ （ＤＩＮ， ＳＣＬＫ， ＣＳ， ＳＨＤＮ， ＲＸ）
Input High Voltage V IH 0.7 x V DD － － V
Input Low Voltage V IL － － 0.3 x V DD V
Input Leakage I IL － － ±10 µA
Input Capacitance C IN － ５ － pF
OSCILLATOR INPUT (OSCI)
Input High Voltage V IH 0.7 x V DD V DD / 2 － V
Input Low Voltage V IL － － 0.2 x V DD V
Input Current I IN － － ２０ µA
Input Capacitance C IN － ５ － pF
OUTPUTS (DOUT, TX)
Output High Voltage V OH
(I OH = 8mA)
V DD - 0.5 － － V
Output Low Voltage Vo L
(I OL = -8mA)
－ － ０．４ V Output Leakage I LK － － ±10 µA
Output Capacitance C OUT － ５ － pF
IRQ OUTPUT (Open Drain)
Output Low Voltage Vo L － － ０．４ V
Output Leakage I LK － － ±10 µA
Output Capacitance C OUT － ５ － pF
POWER REQUIREMENTS（VDD=3.3V）
V DD Supply Current in Normal Mode I DD
V DD =3.3V
－ － ３ ｍＡ
V DD Supply Current in Shutdown I DD
V DD =3.3V
－ － 100 ｕＡ
Supply Voltage V DD ２．５ － ６．５ V
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6.4 SPI 接口参数
表21 SPI 接口参数
ｐａｒａｍｅｔｅｒ
ｓｙｍｂｏｌ ＭＩＮ ＴＹＰ ＭＡＸ ｕｎｉｔ
ＣＳ Ｌｏｗ ｔｏ ｔｈｅ ｆｉｒｓｔ ＳＣＬＫ Ｔｉｍｅ Ｔｃｓｓ ０．４a
－ － ｕｓ ＳＣＬＫ Ｐｅｒｉｏｄ Ｔｓｃｐ １００ － － ｎｓ ＣＳ Ｈｉｇｈ Ｔｉｍｅ
Ｔｃｓｈ ０．４a － － ｕｓ Ｔｈｅ ｆｉｎａｌ ＳＣＬＫ ｔｏ ＣＳ Ｈｉｇｈ Ｔｉｍｅ Ｔｓｃｈ ０．４a － － ｕｓ ＳＣＬＫ Ｈｉｇｈ Ｔｉｍｅ Ｔｃｈ ５０ － － ｎｓ ＳＣＬＫ Ｌｏｗ Ｔｉｍｅ
Ｔｃｌ
５０ － －
ｎｓ
注１：a 是在晶振频率为７．３７２８ＭＨｚ条件下的值
注２：为了使子串口ＲＸ部分接收到的数据能及时被上位机读取，SPI 速度和串口速度的需要满
足如下关系才能避免发生数据丢失：
１０
Ｔｃｓｓ ＋ １６＊Ｔｓｃｐ ＋ Ｔｃｓｈ ＋ Ｔｓｃｈ
＞ 选用的串口波特率之和
7 机械尺寸
7.1 DIP16封装尺寸图
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