UART
UARTUART
UART 技术和
技术和技术和
技术和 MAX3100
MAX3100MAX3100
MAX3100
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UART
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UART 技术和
技术和技术和
技术和 MAX3100
MAX3100MAX3100
MAX3100
Wettroth/Suppan Maxim Integrated Products 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，Intel 8250 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 IBM PC 机主板上用 8250 UART 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 16450 UART，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 PC I/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 PC UART，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
