MAX3110E的管腳及功能特點(diǎn)介紹

概述

MAX3110E內(nèi)部集成了全功能UART和內(nèi)置電泵電容以及土15kV ESD保護(hù)的RS-232收發(fā)器。其中，UART部分采用兼容SPITM／QSPITM／MICROWIRETM的串行接口，因而可節(jié)省線路板空間和微控制器的μC）I／0引腳。由于RS-232部分使用了特有的低壓差輸出級(jí)，從而使雙接收／發(fā)送接口能夠在高速通信、正常電源下提供真正的RS-232特性，而功耗僅600μA。由于UART和RS-232兩部分電路共用電源和地，所以，它們既可聯(lián)合使用也可獨(dú)立使用。

通過(guò)MAX3110E可實(shí)現(xiàn)／μC的同步串行數(shù)據(jù)接口到異步串行通信口（RS-232）的轉(zhuǎn)換，它可直接與PC機(jī)的串行口（COM）相連。MAX3110E具有尺寸小，價(jià)格低，功耗少，通信速率高等特點(diǎn)，因此有著較好的應(yīng)用前景。

2 管腳排列及內(nèi)部結(jié)構(gòu)

2．1管腳說(shuō)明

MAX3110E有28腳窄DIP和28腳寬SO兩種封裝形式，其管腳排列如圖1所示。各管腳的功能說(shuō)明如下：

RlIN，RlOUT，R2IN，R20UT：RS-232接收器輸入端或輸出端。

TlIN，T10UT，T2IN，T20UT：RS-232發(fā)送器輸入端或輸出端；

Vcc，GND：電源和地；

X1，X2：晶振連接端，使用外部時(shí)鐘時(shí)，Xl為外部時(shí)鐘的輸入端，而此時(shí)X2不連；

CTS：UART清除發(fā)送輸入端，低電平有效；

RTS ：UART發(fā)送請(qǐng)求輸出端，低電平有效，由RTS位控制。也可用來(lái)控制RS485網(wǎng)絡(luò)中的驅(qū)動(dòng)器使能；

RX，TX：UART異步串行數(shù)據(jù)（接收器）輸入端和（發(fā)送器）輸出端；

DIN：SPI／MICROWIRE串行數(shù)據(jù)輸入端，為施密特觸發(fā)模式；

DOUT：SPI／MICROWIRE串行數(shù)據(jù)輸出端，CS=1時(shí)為高阻態(tài)；

SCLK：SPl／MICROWIRE串行時(shí)鐘輸入端；

CS：UART片選輸入端，低電平有效；

IRQ：UART中斷輸出端，低電平有效，開(kāi)漏輸出至微處理器；

SHDN：硬件關(guān)閉輸入端，當(dāng)SHDN=0時(shí)，關(guān)閉RS232發(fā)送器和電泵；

V+，V-：內(nèi)部電泵產(chǎn)生的+5．5V和-5．5V電壓；

C1+，C2+：內(nèi)部電泵電容的正極，一般不連接；

C1-，C2-：內(nèi)部電泵電容的負(fù)極，一般不連接。

2．2內(nèi)部結(jié)構(gòu)及功能

MAX3110E的內(nèi)部結(jié)構(gòu)功能如圖2所示，它包括UART與RS-232兩個(gè)獨(dú)立的部分。其中，UART部分包括兼容于SPI的串行接口、可編程波特率發(fā)生器、發(fā)送緩沖器及發(fā)送移位寄存器、接收緩沖器及接收移位寄存器、8字節(jié)接收FIFO以及有四種可屏蔽中斷源的中斷產(chǎn)生器。而RS-232部分包括自帶電容的電泵，以及可由SHDN對(duì)其進(jìn)行硬件關(guān)斷的。

與MAXIM的其它產(chǎn)品一樣，MAX3110E同樣具有ESD保護(hù)結(jié)構(gòu)，可對(duì)意想不到的靜電起強(qiáng)大的保護(hù)作用，其抗靜電能力達(dá)±15kV，并可適應(yīng)各種ESD情況，如正常操作、關(guān)斷模式和斷電等。

3 讀寫(xiě)時(shí)序及軟件編程

3.1 讀寫(xiě)時(shí)序

MAX3110E具有兼容SPI／QSPI（CPOL=0，CPHA=0）以及MICROWIRE的串行接口，可方便地與μC的SPI進(jìn)行接口連接，其同步串行SPI接口的時(shí)序如圖3所示。它支持μC的I／0線訪問(wèn)，并可用51系列單片機(jī)的P1口模擬SPI串行接口。

SPI串行接口是一個(gè)獨(dú)立的全雙工結(jié)構(gòu)，它只接收16位數(shù)據(jù)字。因此，不論寄存器是否使用，只要從DIN接收一個(gè)16位字節(jié)，就會(huì)同時(shí)從DOUT產(chǎn)生一個(gè)16位的字節(jié)。其中，DIN數(shù)據(jù)字的前兩位決定了傳輸數(shù)據(jù)的類(lèi)型。當(dāng)CS變低時(shí)，系統(tǒng)等待一個(gè)新的16位數(shù)據(jù)字，DIN（MOSI）通常在時(shí)鐘信號(hào)的上升沿鎖存，而DOUT（MISO）則在時(shí)鐘信號(hào)的上升沿被

讀入微處理器，DOUT的第一位（15位）由CS信號(hào)的下降沿傳送，而14-0位則在SCLK的下降沿被傳送。

3．2軟件編程

通過(guò)串行接口來(lái)讀／寫(xiě)MAX3110E的內(nèi)部寄存器，可完成UART的波特率設(shè)定、數(shù)據(jù)字長(zhǎng)設(shè)置、奇偶校驗(yàn)使能、中斷使能、8字節(jié)FIFO使能以及收／發(fā)數(shù)據(jù)的讀／寫(xiě)等。其配置由DIN、DOUT端各自的16位寄存器中的各位來(lái)控制，各位的具體涵義及狀態(tài)如表1所列。

MAX3110E內(nèi)有寫(xiě)設(shè)置寄存器，讀設(shè)置寄存器，寫(xiě)數(shù)據(jù)寄存器和讀數(shù)據(jù)寄存器等四種操作命令，表2是四種寄存器的操作格式。

寫(xiě)設(shè)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與CTS不受影響。DIN中FEN，SHDNi，IR，ST，PE，L，B3-BO等位的設(shè)置將在本次發(fā)送結(jié)束后有效，而屏蔽位（TM，RM，PM，RAM）則在第16個(gè)時(shí)鐘信號(hào)的上升沿開(kāi)始有效。輸出的DOUT帶有14個(gè)尾零，前兩位R和T是可選的。UART必須在晶振振蕩穩(wěn)定之后，才能正確地配置寄存器。

讀設(shè)置寄存器模式可用來(lái)讀取UART的最新配置，以控制芯片進(jìn)入測(cè)試模式（位TEST=1時(shí)）。所謂測(cè)試模式是指芯片在內(nèi)部將TX和RX連接，以實(shí)現(xiàn)自發(fā)自收的操作。

寫(xiě)數(shù)據(jù)寄存器模式可用來(lái)向TX緩沖器發(fā)送數(shù)據(jù)或從RX緩沖器中接收數(shù)據(jù)。如果沒(méi)有新的數(shù)據(jù)，R位將會(huì)在第16個(gè)時(shí)鐘信號(hào)的下降沿被清除。如果不傳送數(shù)據(jù)而只想改變RTS的狀態(tài)，則可將TE位置為1，以禁止數(shù)據(jù)的發(fā)送。

使用讀數(shù)據(jù)寄存器模式可接收來(lái)自8字節(jié)FI-FO的數(shù)據(jù)。但應(yīng)注意：讀數(shù)據(jù)時(shí)將會(huì)清除R位及IRQ中斷位。

3．3中斷源與屏蔽

MAX3110E有4個(gè)可屏蔽中斷源，分別為R、T、RA／FE與Pr。當(dāng)其中任一中斷源發(fā)出請(qǐng)求且未被屏蔽時(shí)，MAX3110E將提出中斷請(qǐng)求。如果中斷的初始化條件不存在，那么，系統(tǒng)將通過(guò)讀或?qū)憯?shù)據(jù)寄存器來(lái)清除IRQ中斷。圖4所示是中斷源與屏蔽的功能框圖。

3．4關(guān)斷模式

MAX3110E的關(guān)斷包括硬件關(guān)斷與軟件關(guān)斷兩沖模式，其中，硬件關(guān)斷僅影響RS232收發(fā)器，而軟件關(guān)斷則控制UART工作，兩者相互間沒(méi)有影響。

通過(guò)軟件命令SHDNi=1可使UART進(jìn)入軟件關(guān)斷模式，當(dāng)系統(tǒng)進(jìn)入關(guān)斷模式后，系統(tǒng)振蕩器停止，功耗降低，同時(shí)清除FIFO，R，RA／FE，DOr-D7r，Pr，Pt等寄存器以及置T=1。UART在關(guān)閉時(shí)，仍能監(jiān)視接收器的活動(dòng)。當(dāng)SHDNoi=0退出軟件關(guān)斷模式時(shí)，振蕩器在CS的上升沿開(kāi)始起振。

通過(guò)將管腳SHDN接地可對(duì)RS-232收發(fā)器進(jìn)行硬件關(guān)斷，硬件斷關(guān)時(shí)，電源電流為Iccshdn，電泵關(guān)閉，V+降為Vcc，V-升為0，發(fā)送器輸出端變?yōu)楦咦钁B(tài)。將管腳SHDN接Vcc則可退出硬件關(guān)斷模式。

4 典型應(yīng)用

每個(gè)MAX3110E內(nèi)部均包含一個(gè)全功能的UART，以及兩個(gè)RS232驅(qū)動(dòng)器／接收器。MAX3110E在9位網(wǎng)絡(luò)工作模式下支持多點(diǎn)通信；而在IrDA模式下則可用來(lái)與其它兼容SIR的IrDA設(shè)備進(jìn)行紅外通訊，詳細(xì)的操作過(guò)程與MAX3100類(lèi)似。MAX3110E使用1.8432MHz或3.6864MHz晶振，可產(chǎn)生300-230kB/s的所有通用波特率，因而可提供各種靈活的通信方式。

UART和RS232既可聯(lián)合使用，也可分開(kāi)單獨(dú)使用，其典型應(yīng)用電路分別如圖5和圖6所示。

對(duì)于沒(méi)有SPI接口的微處理器，一般需要采用接口線和軟件子程序來(lái)模擬SPI接口，此時(shí)應(yīng)使用CPOL=0，CPHA=0模式。需要注意的是：每次發(fā)送與接收的數(shù)據(jù)必須是16位字節(jié)，通信的波特率也必須協(xié)調(diào)一致。對(duì)于8051系列單片機(jī)，可使用下面的UTLK子程序來(lái)模擬SPI接口，其中的TXl和TX2作為發(fā)送數(shù)據(jù)寄存器，而RXl和RX2則作為接收數(shù)據(jù)寄存器，具體程序如下：

口線定義

DOUT BIT P1.0 ；數(shù)據(jù)從UART輸出

DIN BIT P1.1 ；數(shù)據(jù)從UART輸入

SCLK BlT P1.2 ；串行時(shí)鐘

CS BlT P1.3 ；片選，低電平有效

IRQ BIT P3.2 ；中斷請(qǐng)求

；RAM單元分配

TXl EQU 10H ;發(fā)送數(shù)據(jù)寄存器高八位

TX2 EQU 11H ；發(fā)送數(shù)據(jù)寄存器低八位

RXl EQU 12H ；接受數(shù)據(jù)寄存器高八位

RX2 EQU 13H ；接受數(shù)據(jù)寄存器低八位

UTLK子程序

UTLK：

CLR CS ；使MAX3110E片選端有效

MOV A，TXl ；從TX1中取高八位數(shù)據(jù)

CALL BYT8 ；發(fā)送并接收高八位

MOV RXl，A ；接收到的高八位送RX1

MOV A，TX2 ；從TX2中取低八位數(shù)據(jù)

CALL BYT8 ；發(fā)送并接收低八位

MOV RX2，A ；接收到的低八位送RX2

SETB CS ；使片選端無(wú)效

RET

從DIN端移出8位，同時(shí)從DOUT端接收8位送到A

BYT8：MOV #8 ；8位傳送

SETB DOUT ；確保能從DOUT接收

B8LP：RLC A ；將最高位移至CY

MOV DIN，C ；發(fā)送到DIN端

SETB SCIK ；時(shí)鐘脈沖上跳

MOV C，DOUT ；讀取數(shù)據(jù)位

CLR SCLK ；時(shí)鐘脈沖下跳

MOV ACC．0，C ；接收位送至ACC．0

DJNZ R4，B8LP ；循環(huán)直到8位完成