uart技术和3100

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1、UART技术和MAX3100UART技术和MAX3100Wettroth/SuppanMaximIntegratedProducts栾成强译摘要：本文回顾了UART的发展过程及应用，分析了UART的市场需求，详细介绍了MAXIM公司的新型UART-MAX3100及其应用。附录给出了软件清单。关键字：UART，接收，发送，接口，速率1．言引通用异步接收/发送器（UART）产生于70年代，Intel8250和Intersil6402是现代CMOS标准UART（如国半的16550和ZILOG8630）的早期产品。一般来说，UART制造讲究，几

2、年后才重新研制。直到今天其通用性、管脚、寄存器仍很少改变。96年的市场上有40种UART，而MAXIM却推出了另一种UART—MAX3100。为什么象MAXIM这样精明的公司会花时间和资金研制新的UART？为什么40种还不能满足要求？让我们首先回顾一下UART的历史、20年来的变化，对现代UART的特性及其新的应用领域作一深入研究，即可得出问题答案。2．UART应用历史电子学在过去二十年里发生了深刻的变化，UART是第一个大规模集成电路，在单片微处理器出现前几年就已经产生了UART，目前的UART与二十年前相比，结构基本相似。PC机的发

3、展对UART技术起到了重大推动作用，下面简要介绍UART的发展历史和现代的市场观念。PC机中的UART：1981年，在IBMPC机主板上用8250UART与MODEM或串行打印机进行通信，由于8250的应用包含对PC机中BIOS的支持，因而确定了它的结构和特性。几年后，8250的结构有所扩展，如速率增加，可驱动快速MODEM和”Laplink”应用软件，支持115k和230k速率，其总线接口也有所改善。在此基础上产生了16450UART，它是8250的直接扩展，但是，即使以这样的速度，PC机的中断和软件响应时间仍显得不够，在115k速率

4、时，每字节近100us，20us的中断和30us的缓存，需占用50%的CPU时间，这在实际应用中是难以接受的。下一个发展阶段就是在UART中增加硬件缓存，其代表性产品16550在功能上比8250多16字节的接收、发送FIFO，后来FIFO增加到32字节（16C650）和现在的64字节（16C750），因为FIFO总是最后服务,大容量的FIFO可减少返回次数和提高速度。新一代的UART将实现智能通信,目前已经开始在PC卡上出现。由于价格的压力、VLSI的出现，80年代产生了超级I/O，这类器件包括两个UART，并行打印口和其它标准的PCI

5、/O，速率可达到490k甚至920k。从内部结构看，它实际上是在16550的基础上增加了寄存器。最新的超级I/O带有IrDA时间模型用于IR串行通信，IrDA最初用于掌上型设备，目前已在许多简单的无线接口设备（如打印机、付费电话等）中得到应用。尽管其它高速接口（USB）已经出现，但标准的带有RS-232接口的UART在相当长的时间里是不会从PC机中消失的，因此，关注下一步UART在PC机中的应用技术是非常有意义的事情。非PC系统中的UART：PC是UART的主要市场，在非PC系统中，一般其主要组成部分仍然是PC，系统间的通信也由PC间接

6、带动，而且要求UART与PC保持同步，因此，非PC系统在价格、功耗等方面对UART也提出了新的要求，MAXIM公司发现UART在这方面的应用并不完善，例如：电信及工业设备等大的非PC系统中，非常普遍的做法是采用标准PCUART，为满足要求，8250和Philips2691已扩展到2个、4个甚至8个UART，Zilog8630因其较高的速度而成为这一市场的主导产品，MOTOROLA的683系列微控制器也有一部分市场，这类器件内部包括不同的1/8UART技术和MAX3100外围电路、68000内核等，有些器件对于复杂通信非常灵活,目前，在用

7、户IC中也有采用UART的趋势。UART具有相对综合的逻辑功能，并用现代的EDA工具集成在硅片上，因而，这种片上系统模型对于大规模数字系统越来越有吸引力。对于小的非PC设备（如：MODEM、工业设备等）,UART必须与无处不在的PC以及小的工业网络通信，早在80年代初期，全功能的微控制器（80186、8051、68HC11、Z8等）已包含内部UART，这些内部UART可满足中低速的应用，尽管制造商增加了时钟速度、ROM容量及其它功能，但微控制器中URAT的速度和功能没有多大改善，仅有少数产品除外，象Ddllas的80C320包含两个UA

8、RT，Intel的80C51FA具有9位网络地址（后面描述）。当需要采用多个UART时，设计者有两种选择：①如果需要低性能的UART，并且ROM容量和CPU时间允许，可由软件实现UART，与硬件交替使用，在