UART与蓝牙的接口连接

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1、UART与蓝牙的接口连接飞利浦半导体公司UART方案部蓝牙无线技术正在成为通信舞台上的一个流行标准。在无线技术当中，它是发展最快的领域之一。它方便，易於使用，而且拥有能满足当今大多数移动和私人通信所需的带宽。第389期内容配备蓝牙技术的装置能支持无线点到点连接，以及无线接入局域网、移动电话网络、以太网和家庭网络的无线访问。蓝牙技术处理通信信道的无线部分，以无线方式在装置之间传输和接收数据。它传送收到的数据，并通过一个主机控制器接口(HCI)接收要发送到主机系统及来自主机系统的数据。目前最流行的主机控制器接口是UART(通用异步

2、收发器)，或者USB(通用串行总线)链路。(参见图1)图1.无缝蓝牙无线技术接口虽然主机控制器接口可以是UART或USB，但UART更为简单的传输协议使到软件开销大大降低，是更加经济的硬件解决方案，一个高性能的UART(例如飞利浦UART)接口上的数据吞吐量几乎可以与USB接口相媲美。根据2004年4月出版的In-Stat/MDR报告1，除了移动电话之後，蓝牙技术的应用将包括无绳电话、接入点、台式电脑、笔记本电脑、内存卡、打印机、数码摄像机和照像机、各种各样的家用电器(游戏、扬声器、机顶盒和MP3播放器)、汽车和工业领域。据估

3、计，在设计用於上述应用的蓝牙芯片中，有很大比例都在主机控制器中包含了一个UART。针对这一特点，本文将重点讲解飞利浦公司独立的UART能给设计带来的好处。一、UART通用异步接发器(UART)是用於同串行输入和串行输出的装置进行通信的。串行传输以速度为代价，换取了成本的降低和连线复杂程度的降低，对於许多应用而言，这是一个令人满意的权衡。UART提供串行异步接收数据的同步化，发送器和接收器两个部分的并行到串行和串行到并行的数据转换。对於需要将串行数据流转换为并行数据的数字系统，这些功能是必不可少的。串行数据流的同步化是通过给发送

4、数据增加起始位和停止位、以形成一个数据字符而实现的。数据完整性是通过在数据字符中附加一个奇偶位来实现的，由接收器来检验此奇偶位以检验有无任何传输位错误。对於主机系统，UART就像一个能读取和写入的8位输入和输出端口。任何时候，当主机要发送数据，它只需以字节格式把这些数据发送到UART(8个位宽)。当UART从另一个串行装置接收数据时，它把这些数据临时缓存在它的FIFO中(同样是8个位宽)，然後通过一个内部寄存器位或通过一个硬件中断信号向主机指示这些数据的可用性。除了发送器和接收器以外，飞利浦半UART还具有其它特点，这些特点显

5、著地降低了软件开销，并增加系统的效率，这些特点如下∶宽范围的电源电压∶2.5V、3.3V、5.0V；硬件和软件自动流程控制；大容量的FIFO(高达256字节)；快速波特率(最大5Mb/s)；工业温度范围∶-40℃到+85℃；快速总线访问时间(43纳秒)；休眠模式，在此模式下器件的电流消耗量减小到大约50μA；小封装(HVQFN32)。硬件和软件自动流程控制自动防止了FIFO的溢出，如果没有自动流程控制，当接收FIFO快要充满时，主机软件必须立即清空接收FIFO。图2.SC16C650BUART内部方框图大容量的FIFO减小了主

6、机在UART上的时间开销。这使得处理器有更多的时间来执行其它任务。更快的波特率和更快的总线访问改善了整个系统的性能，系统可以在更少的时间内发送/接收更多的数据。图2显示了SC16C650BUART的一个内部方框图。(1)数据总线和控制逻辑块主机控制器通过这个模块在UART之间发送和接收数据。这个模块内部的控制逻辑块生成用於内部互连总线的多种控制信号。(2)寄存器选择逻辑寄存器选择逻辑块解码来自主机的地址，以选择主机要访问的UART的内部寄存器。(3)内部寄存器主机和UART通过一组寄存器进行通信，这些功能寄存器有∶数据保持寄存

7、器(THR/RHR)，中断状态和控制寄存器(IER/ISR)，FIFO控制寄存器(FCR)，线路状态和控制寄存器(LCR/LSR)，调制解调器状态和控制寄存器(MCR/MSR)，可编程数据速率(时钟)控制寄存器(DLL/DLH)，和一个用户可以访问的便笺式寄存器(SPR)。A.发送保持寄存器(THR)和接收保持寄存器(RHR)这些寄存器被用来存储正在发送和接收的数据。主机将数据写到THR上以发送数据，读取RHR以接收UART数据。B.中断使能寄存器(IER)IER寄存器用於使能/禁用UART支持的各种不同的中断，其中的一些中断

8、如∶接收数据就绪，发送腾空，线路状态寄存器和Modem状态寄存器。C.FIFO控制寄存器(FCR)FCR用於使能FIFO，清空FIFO，设置发送器和接收器触发门限。D.线路控制寄存器(LCR)LCR用於设定数据通信格式，通过写入LCR中相应的位来选择字长、停止位的数量、奇偶类