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📄 [技术资料 电子综合] 集uart与rs232于一体的max3110e原理及应用==www_ic37_com.htm

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                <TD bgColor=#e8e8e8 height=1></TD></TR>
              <TR>
                <TD>&nbsp;</TD></TR>
              <TR>
                <TD class=font14>
                  <SCRIPT 
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                  <P></P>
                  <P style="TEXT-INDENT: 2em">摘要：<A title=MAX3110E货源和PDF资料 
                  href="http://www.ic37.com/MAX3110E-p.htm" 
                  target=_blank>MAX3110E</A>是MAXIM公司推出的全功能收发器，它内部包括一个兼容SPITM／MICROWIRETM接口的UART以及内置电泵电容和土15kV 
                  ESD保护的双<A title=RS-232货源和PDF资料 
                  href="http://www.ic37.com/RS-232-p.htm" 
                  target=_blank>RS-232</A>收发器。该芯片集成度高，使用灵活，性能优越。文中详细介绍了MAX31OOE的特点、原理及应用电路。 
                  </P>
                  <P style="TEXT-INDENT: 2em">关键词：<A title=MAX3110E货源和PDF资料 
                  href="http://www.ic37.com/MAX3110E-p.htm" 
                  target=_blank>MAX3110E</A>； UART； <A title=RS-232货源和PDF资料 
                  href="http://www.ic37.com/RS-232-p.htm" 
                  target=_blank>RS-232</A>收发器； SPI串行接口 </P>
                  <P style="TEXT-INDENT: 2em">分类号：TN919．3 文献标识码：B 
                  文章编号：1006-6977(2003)01-0027-05 </P>
                  <P style="TEXT-INDENT: 2em">1 概述</P>
                  <P style="TEXT-INDENT: 2em"></P>
                  <P style="TEXT-INDENT: 2em"><A title=MAX3110E货源和PDF资料 
                  href="http://www.ic37.com/MAX3110E-p.htm" 
                  target=_blank>MAX3110E</A>内部集成了全功能UART和内置电泵电容以及土15kV ESD保护的<A 
                  title=RS-232货源和PDF资料 href="http://www.ic37.com/RS-232-p.htm" 
                  target=_blank>RS-232</A>收发器。其中，UART部分采用兼容SPITM／QSPITM／MICROWIRETM的串行接口，因而可节省线路板空间和微控制器的μC)I／0引脚。由于<A 
                  title=RS-232货源和PDF资料 href="http://www.ic37.com/RS-232-p.htm" 
                  target=_blank>RS-232</A>部分使用了特有的低压差输出级，从而使双接收／发送接口能够在高速通信、正常电源下提供真正的<A 
                  title=RS-232货源和PDF资料 href="http://www.ic37.com/RS-232-p.htm" 
                  target=_blank>RS-232</A>特性，而功耗仅600μA。由于UART和<A 
                  title=RS-232货源和PDF资料 href="http://www.ic37.com/RS-232-p.htm" 
                  target=_blank>RS-232</A>两部分电路共用电源和地，所以，它们既可联合使用也可独立使用。 </P>
                  <P style="TEXT-INDENT: 2em">通过<A title=MAX3110E货源和PDF资料 
                  href="http://www.ic37.com/MAX3110E-p.htm" 
                  target=_blank>MAX3110E</A>可实现／μC的同步串行数据接口到异步串行通信口(<A 
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                  target=_blank>RS-232</A>)的转换，它可直接与PC机的串行口(COM)相连。<A 
                  title=MAX3110E货源和PDF资料 
                  href="http://www.ic37.com/MAX3110E-p.htm" 
                  target=_blank>MAX3110E</A>具有尺寸小，价格低，功耗少，通信速率高等特点，因此有着较好的应用前景。</P>
                  <P style="TEXT-INDENT: 2em"></P>
                  <P style="TEXT-INDENT: 2em">2 管脚排列及内部结构 </P>
                  <P style="TEXT-INDENT: 2em">2．1管脚说明 </P>
                  <P style="TEXT-INDENT: 2em"><A title=MAX3110E货源和PDF资料 
                  href="http://www.ic37.com/MAX3110E-p.htm" 
                  target=_blank>MAX3110E</A>有28脚窄DIP和28脚宽SO两种封装形式，其管脚排列如图1所示。各管脚的功能说明如下： 
                  </P>
                  <P style="TEXT-INDENT: 2em">RlIN，RlOUT，R2IN，R20UT：<A 
                  title=RS-232货源和PDF资料 href="http://www.ic37.com/RS-232-p.htm" 
                  target=_blank>RS-232</A>接收器输入端或输出端。 </P>
                  <P style="TEXT-INDENT: 2em">TlIN，T10UT，T2IN，T20UT：<A 
                  title=RS-232货源和PDF资料 href="http://www.ic37.com/RS-232-p.htm" 
                  target=_blank>RS-232</A>发送器输入端或输出端； </P>
                  <P style="TEXT-INDENT: 2em">Vcc，GND：电源和地； </P>
                  <P 
                  style="TEXT-INDENT: 2em">X1，X2：晶振连接端，使用外部时钟时，Xl为外部时钟的输入端，而此时X2不连； 
                  </P>
                  <P style="TEXT-INDENT: 2em">CTS：UART清除发送输入端，低电平有效； </P>
                  <P style="TEXT-INDENT: 2em">RTS 
                  ：UART发送请求输出端，低电平有效，由RTS位控制。也可用来控制RS485网络中的驱动器使能； </P>
                  <P style="TEXT-INDENT: 2em">RX，TX：UART异步串行数据(接收器)输入端和(发送器)输出端； 
                  </P>
                  <P style="TEXT-INDENT: 2em">DIN：SPI／MICROWIRE串行数据输入端，为施密特触发模式； 
                  </P>
                  <P 
                  style="TEXT-INDENT: 2em">DOUT：SPI／MICROWIRE串行数据输出端，CS=1时为高阻态； 
                  </P>
                  <P style="TEXT-INDENT: 2em">SCLK：SPl／MICROWIRE串行时钟输入端； </P>
                  <P style="TEXT-INDENT: 2em">CS：UART片选输入端，低电平有效； </P>
                  <P style="TEXT-INDENT: 2em">IRQ：UART中断输出端，低电平有效，开漏输出至微处理器； 
</P>
                  <P 
                  style="TEXT-INDENT: 2em">SHDN：硬件关闭输入端，当SHDN=0时，关闭RS232发送器和电泵； 
                  </P>
                  <P style="TEXT-INDENT: 2em">V+，V-：内部电泵产生的+5．5V和-5．5V电压； </P>
                  <P style="TEXT-INDENT: 2em">C1+，C2+：内部电泵电容的正极，一般不连接； </P>
                  <P style="TEXT-INDENT: 2em">C1-，C2-：内部电泵电容的负极，一般不连接。 </P>
                  <P style="TEXT-INDENT: 2em">2．2内部结构及功能 </P>
                  <P style="TEXT-INDENT: 2em"><A title=MAX3110E货源和PDF资料 
                  href="http://www.ic37.com/MAX3110E-p.htm" 
                  target=_blank>MAX3110E</A>的内部结构功能如图2所示，它包括UART与<A 
                  title=RS-232货源和PDF资料 href="http://www.ic37.com/RS-232-p.htm" 
                  target=_blank>RS-232</A>两个独立的部分。其中，UART部分包括兼容于SPI的串行接口、可编程波特率发生器、发送缓冲器及发送移位寄存器、接收缓冲器及接收移位寄存器、8字节接收FIFO以及有四种可屏蔽中断源的中断产生器。而<A 
                  title=RS-232货源和PDF资料 href="http://www.ic37.com/RS-232-p.htm" 
                  target=_blank>RS-232</A>部分包括自带电容的电泵，以及可由SHDN对其进行硬件关断的。 </P>
                  <P style="TEXT-INDENT: 2em">与MAXIM的其它产品一样，<A 
                  title=MAX3110E货源和PDF资料 
                  href="http://www.ic37.com/MAX3110E-p.htm" 
                  target=_blank>MAX3110E</A>同样具有ESD保护结构，可对意想不到的静电起强大的保护作用，其抗静电能力达±15kV，并可适应各种ESD情况，如正常操作、关断模式和断电等。 
                  </P>
                  <P style="TEXT-INDENT: 2em">3 读写时序及软件编程 </P>
                  <P style="TEXT-INDENT: 2em">3.1 读写时序 </P>
                  <P style="TEXT-INDENT: 2em"><A title=MAX3110E货源和PDF资料 
                  href="http://www.ic37.com/MAX3110E-p.htm" 
                  target=_blank>MAX3110E</A>具有兼容SPI／QSPI(CPOL=0，CPHA=0)以及MICROWIRE的串行接口，可方便地与μC的SPI进行接口连接，其同步串行SPI接口的时序如图3所示。它支持μC的I／0线访问，并可用51系列单片机的P1口模拟SPI串行接口。 
                  </P>
                  <P 
                  style="TEXT-INDENT: 2em">SPI串行接口是一个独立的全双工结构，它只接收16位数据字。因此，不论寄存器是否使用，只要从DIN接收一个16位字节，就会同时从DOUT产生一个16位的字节。其中，DIN数据字的前两位决定了传输数据的类型。当CS变低时，系统等待一个新的16位数据字，DIN(MOSI)通常在时钟信号的上升沿锁存，而DOUT(MISO)则在时钟信号的上升沿被</P>
                  <P 
                  style="TEXT-INDENT: 2em">读入微处理器，DOUT的第一位(15位)由CS信号的下降沿传送，而14-0位则在SCLK的下降沿被传送。 
                  </P>
                  <P style="TEXT-INDENT: 2em">3．2软件编程 </P>
                  <P style="TEXT-INDENT: 2em">通过串行接口来读／写<A 
                  title=MAX3110E货源和PDF资料 
                  href="http://www.ic37.com/MAX3110E-p.htm" 
                  target=_blank>MAX3110E</A>的内部寄存器，可完成UART的波特率设定、数据字长设置、奇偶校验使能、中断使能、8字节FIFO使能以及收／发数据的读／写等。其配置由DIN、DOUT端各自的16位寄存器中的各位来控制，各位的具体涵义及状态如表1所列。 
                  </P>
                  <P style="TEXT-INDENT: 2em"><A title=MAX3110E货源和PDF资料 
                  href="http://www.ic37.com/MAX3110E-p.htm" 
                  target=_blank>MAX3110E</A>内有写设置寄存器，读设置寄存器，写数据寄存器和读数据寄存器等四种操作命令，表2是四种寄存器的操作格式。 
                  </P>
                  <P 
                  style="TEXT-INDENT: 2em">写设置寄存器模式的作用是清除FIFO、R、T、RA／FE、DOr-D7r、DOt-D7t、Pr和Pt等寄存器，但RTS与CTS不受影响。DIN中FEN，SHDNi，IR，ST，PE，L，B3-BO等位的设置将在本次发送结束后有效，而屏蔽位(TM，RM，PM，RAM)则在第16个时钟信号的上升沿开始有效。输出的DOUT带有14个尾零，前两位R和T是可选的。UART必须在晶振振荡稳定之后，才能正确地配置寄存器。 
                  </P>
                  <P 
                  style="TEXT-INDENT: 2em">读设置寄存器模式可用来读取UART的最新配置，以控制芯片进入测试模式(位TEST=1时)。所谓测试模式是指芯片在内部将TX和RX连接，以实现自发自收的操作。 
                  </P>
                  <P 
                  style="TEXT-INDENT: 2em">写数据寄存器模式可用来向TX缓冲器发送数据或从RX缓冲器中接收数据。如果没有新的数据，R位将会在第16个时钟信号的下降沿被清除。如果不传送数据而只想改变RTS的状态，则可将TE位置为1，以禁止数据的发送。 
                  </P>
                  <P 
                  style="TEXT-INDENT: 2em">使用读数据寄存器模式可接收来自8字节FI-FO的数据。但应注意：读数据时将会清除R位及IRQ中断位。 
                  </P>
                  <P style="TEXT-INDENT: 2em">3．3中断源与屏蔽 </P>
                  <P style="TEXT-INDENT: 2em"><A title=MAX3110E货源和PDF资料 
                  href="http://www.ic37.com/MAX3110E-p.htm" 
                  target=_blank>MAX3110E</A>有4个可屏蔽中断源，分别为R、T、RA／FE与Pr。当其中任一中断源发出请求且未被屏蔽时，<A 
                  title=MAX3110E货源和PDF资料 
                  href="http://www.ic37.com/MAX3110E-p.htm" 
                  target=_blank>MAX3110E</A>将提出中断请求。如果中断的初始化条件不存在，那么，系统将通过读或写数据寄存器来清除IRQ中断。图4所示是中断源与屏蔽的功能框图。 
                  </P>
                  <P style="TEXT-INDENT: 2em">3．4关断模式 </P>
                  <P style="TEXT-INDENT: 2em"><A title=MAX3110E货源和PDF资料 
                  href="http://www.ic37.com/MAX3110E-p.htm" 
                  target=_blank>MAX3110E</A>的关断包括硬件关断与软件关断两冲模式，其中，硬件关断仅影响RS232收发器，而软件关断则控制UART工作，两者相互间没有影响。 
                  </P>
                  <P 
                  style="TEXT-INDENT: 2em">通过软件命令SHDNi=1可使UART进入软件关断模式，当系统进入关断模式后，系统振荡器停止，功耗降低，同时清除FIFO，R，RA／FE，DOr-D7r，Pr，Pt等寄存器以及置T=1。UART在关闭时，仍能监视接收器的活动。当SHDNoi=0退出软件关断模式时，振荡器在CS的上升沿开始起振。 
                  </P>
                  <P style="TEXT-INDENT: 2em">通过将管脚SHDN接地可对<A 
                  title=RS-232货源和PDF资料 href="http://www.ic37.com/RS-232-p.htm" 
                  target=_blank>RS-232</A>收发器进行硬件关断，硬件断关时，电源电流为Iccshdn，电泵关闭，V+降为Vcc，V-升为0，发送器输出端变为高阻态。将管脚SHDN接Vcc则可退出硬件关断模式。 
                  </P>
                  <P style="TEXT-INDENT: 2em"><B>4 典型应用</B> </P>
                  <P style="TEXT-INDENT: 2em">每个<A title=MAX3110E货源和PDF资料 
                  href="http://www.ic37.com/MAX3110E-p.htm" 
                  target=_blank>MAX3110E</A>内部均包含一个全功能的UART，以及两个RS232驱动器／接收器。<A 
                  title=MAX3110E货源和PDF资料 
                  href="http://www.ic37.com/MAX3110E-p.htm" 
                  target=_blank>MAX3110E</A>在9位网络工作模式下支持多点通信；而在IrDA模式下则可用来与其它兼容SIR的IrDA设备进行红外通讯，详细的操作过程与<A 
                  title=MAX3100货源和PDF资料 href="http://www.ic37.com/MAX3100-p.htm" 
                  target=_blank>MAX3100</A>类似。<A title=MAX3110E货源和PDF资料 
                  href="http://www.ic37.com/MAX3110E-p.htm" 
                  target=_blank>MAX3110E</A>使用1.8432MHz或3.6864MHz晶振，可产生300-230kB/s的所有通用波特率，因而可提供各种灵活的通信方式。</P>
                  <P style="TEXT-INDENT: 2em"></P>
                  <P 
                  style="TEXT-INDENT: 2em">UART和RS232既可联合使用，也可分开单独使用，其典型应用电路分别如图5和图6所示。 
                  </P>
                  <P 
                  style="TEXT-INDENT: 2em">对于没有SPI接口的微处理器，一般需要采用接口线和软件子程序来模拟SPI接口，此时应使用CPOL=0，CPHA=0模式。需要注意的是：每次发送与接收的数据必须是16位字节，通信的波特率也必须协调一致。对于8051系列单片机，可使用下面的UTLK子程序来模拟SPI接口，其中的TXl和TX2作为发送数据寄存器，而RXl和RX2则作为接收数据寄存器，具体程序如下： 
                  </P>
                  <P style="TEXT-INDENT: 2em">；口线定义 </P>
                  <P style="TEXT-INDENT: 2em">DOUT BIT P1.0 ；数据从UART输出 </P>
                  <P style="TEXT-INDENT: 2em">DIN BIT P1.1 ；数据从UART输入 </P>
                  <P style="TEXT-INDENT: 2em">SCLK BlT P1.2 ；串行时钟 </P>
                  <P style="TEXT-INDENT: 2em">CS BlT P1.3 ；片选，低电平有效 </P>
                  <P style="TEXT-INDENT: 2em">IRQ BIT P3.2 ；中断请求 </P>
                  <P style="TEXT-INDENT: 2em">；RAM单元分配 </P>
                  <P style="TEXT-INDENT: 2em">TXl EQU 10H ;发送数据寄存器高八位 </P>
                  <P style="TEXT-INDENT: 2em">TX2 EQU 11H ；发送数据寄存器低八位 </P>
                  <P style="TEXT-INDENT: 2em">RXl EQU 12H ；接受数据寄存器高八位 </P>
                  <P style="TEXT-INDENT: 2em">RX2 EQU 13H ；接受数据寄存器低八位 </P>
                  <P style="TEXT-INDENT: 2em">；UTLK子程序 </P>
                  <P style="TEXT-INDENT: 2em">UTLK： </P>
                  <P style="TEXT-INDENT: 2em">CLR CS ；使<A title=MAX3110E货源和PDF资料 
                  href="http://www.ic37.com/MAX3110E-p.htm" 
                  target=_blank>MAX3110E</A>片选端有效 </P>
                  <P style="TEXT-INDENT: 2em">MOV A，TXl ；从TX1中取高八位数据 </P>
                  <P style="TEXT-INDENT: 2em">CALL BYT8 ；发送并接收高八位 </P>
                  <P style="TEXT-INDENT: 2em">MOV RXl，A ；接收到的高八位送RX1 </P>
                  <P style="TEXT-INDENT: 2em">MOV A，TX2 ；从TX2中取低八位数据 </P>
                  <P style="TEXT-INDENT: 2em">CALL BYT8 ；发送并接收低八位 </P>
                  <P style="TEXT-INDENT: 2em">MOV RX2，A ；接收到的低八位送RX2</P>
                  <P style="TEXT-INDENT: 2em"></P>
                  <P style="TEXT-INDENT: 2em">SETB CS ；使片选端无效</P>
                  <P style="TEXT-INDENT: 2em"></P>
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