使用MAX3100UART，在PIC微控制器中加入USB
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摘要：USB的实现越来越简单。本应用笔记帮助设计人员利用他们所熟悉的MAX3100 UART的UART帧，连续发送和接收数据，从而简化USB设计。UART至USB转换IC和操作系统驱动可以解决复杂的USB通信问题。本应用笔记介绍了利用MAX3100通过USB发送、接收数据所需的软件和硬件。
通用串行总线(USB)具有简单、可靠，通信速度高等特点，被广泛用来替代标准串口，连接设备与PC机。虽然USB简化了用户连接，却给设计人员带来了更大挑战。很多设计人员继续使用具有标准串口的UART，等待能够简化USB通信的产品出现。值得庆幸的是目前已经找到有效的解决方案。使用MAX3100和UART至USB转换器实现USB连接。设计人员利用熟悉的MAX3100 UART的UART帧，由UART至USB转换IC和操作系统驱动器处理复杂的USB通信。
MAX3100是首款针对微控制器系统设计的UART。其SPI™/QSPI™兼容接口使得MAX3100能够用于绝大多数微控制器。SPI/QSPI接口是比较理想的选择，原因在于实现简单，采用片内SPI/QSPI外设或4个GPIO即可实现。MAX3100支持4.2MHz的SPI数据速率，其UART支持高达230kBd的波特率。
本应用笔记帮助设计人员使用标准的UART数据帧，连续发送和接收数据，从而简化了USB设计。以下介绍了用MAX3100通过USB发送、接收数据时所需要的软件和硬件。
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图1. MAX3100应用原理图
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清单1是PIC16F84通过SPI与MAX3100接口的汇编例程。
汇编程序连续发送以下消息：
“THE QUICK BROWN FOX JUMPS OVER THE LAZY DOG”。
MAX3100通过SPI接收这些数据，以标准UART帧向FT232BM连续发送相同的消息，速率为230kBd。FT232BM把UART帧数据转换成USB兼容格式，这样，PC使用USB虚拟COM口很容易接收到这些数据。
当有效的USB串行电缆第一次插入图1电路时，PC必须安装了USB虚拟COM口驱动程序。由于整个电路由USB口供电，因此，电路板并不需要作用电源。请将表1列出的压缩文件复制到计算机硬盘。可以把压缩文件复制到C盘子目录：C:3100appnote。请按照以下步骤成功安装虚拟COM口驱动。
以下操作步骤需要下载：
第1步：电路板插入有效的USB串行电缆后，将会看到以下显示信息。按下Next >按钮。
第2步：第二屏出现时，按下Next >按钮，为器件搜索最佳驱动程序。
第3步：第三屏出现时，按下Browse按钮，找到放置压缩文件R9012134.ZIP的位置。例如，C:3100appnote。按下Next >按钮，开始搜索。
第4步：出现下一屏，找到FTDIBUS.INF驱动文件后，按下Next >按钮。
第5步：最后一屏出现后，按下Finish按钮，完成安装过程。
第6步：通过查看System ProperTIes | Device Manager | Ports中的Device Manager标签的端口部分，确定正确安装了USB虚拟COM端口。
一旦装好了USB虚拟COM口驱动，所有标准串口PC的通信程序都可以利用虚拟COM口(而非典型的硬件COM口)通过USB发送、接收数据。很多硬件COM口的通信速率限制在115kBd，而用于仿真硬件COM端口的软件虚拟COM口能够支持高达921kBd的波特率。
背景
自从IBM最初的PC机主板采用Intel 8250 UART开始，UART (通用异步收发器)便成为标准串口的成帧器件。多年以后，由于UART可靠，并且操作简便，仍在广泛应用。通用串行总线(USB)具有简单、可靠，通信速度高等特点，被广泛用来替代标准串口，连接设备与PC机。虽然USB简化了用户连接，却给设计人员带来了更大挑战。很多设计人员继续使用具有标准串口的UART，等待能够简化USB通信的产品出现。值得庆幸的是目前已经找到有效的解决方案。使用MAX3100和UART至USB转换器实现USB连接。设计人员利用熟悉的MAX3100 UART的UART帧，由UART至USB转换IC和操作系统驱动器处理复杂的USB通信。
MAX3100是首款针对微控制器系统设计的UART。其SPI™/QSPI™兼容接口使得MAX3100能够用于绝大多数微控制器。SPI/QSPI接口是比较理想的选择，原因在于实现简单，采用片内SPI/QSPI外设或4个GPIO即可实现。MAX3100支持4.2MHz的SPI数据速率，其UART支持高达230kBd的波特率。
本应用笔记帮助设计人员使用标准的UART数据帧，连续发送和接收数据，从而简化了USB设计。以下介绍了用MAX3100通过USB发送、接收数据时所需要的软件和硬件。
基于UART的USB设计
图1所示应用电路包括MAX3100 UART、FT232BM UART至USB转换器、93C46串行EEPROM和PIC16F84微控制器。由于PIC16F84没有内部USB或UART外设，MAX3100提供了一个很好的UART外设。在清单1程序中，PIC16F84通过SPI实现与MAX3100的连接。大图
图1. MAX3100应用原理图
下载
清单1是PIC16F84通过SPI与MAX3100接口的汇编例程。
汇编程序连续发送以下消息：
“THE QUICK BROWN FOX JUMPS OVER THE LAZY DOG”。
MAX3100通过SPI接收这些数据，以标准UART帧向FT232BM连续发送相同的消息，速率为230kBd。FT232BM把UART帧数据转换成USB兼容格式，这样，PC使用USB虚拟COM口很容易接收到这些数据。
当有效的USB串行电缆第一次插入图1电路时，PC必须安装了USB虚拟COM口驱动程序。由于整个电路由USB口供电，因此，电路板并不需要作用电源。请将表1列出的压缩文件复制到计算机硬盘。可以把压缩文件复制到C盘子目录：C:3100appnote。请按照以下步骤成功安装虚拟COM口驱动。
以下操作步骤需要下载：
- R9012134.zip
| DescripTIon | Filename |
| Win98/2000 Virtual COM port driver | R9012134.ZIP |
第1步：电路板插入有效的USB串行电缆后，将会看到以下显示信息。按下Next >按钮。
第2步：第二屏出现时，按下Next >按钮，为器件搜索最佳驱动程序。
第3步：第三屏出现时，按下Browse按钮，找到放置压缩文件R9012134.ZIP的位置。例如，C:3100appnote。按下Next >按钮，开始搜索。
第4步：出现下一屏，找到FTDIBUS.INF驱动文件后，按下Next >按钮。
第5步：最后一屏出现后，按下Finish按钮，完成安装过程。
第6步：通过查看System ProperTIes | Device Manager | Ports中的Device Manager标签的端口部分，确定正确安装了USB虚拟COM端口。
一旦装好了USB虚拟COM口驱动，所有标准串口PC的通信程序都可以利用虚拟COM口(而非典型的硬件COM口)通过USB发送、接收数据。很多硬件COM口的通信速率限制在115kBd，而用于仿真硬件COM端口的软件虚拟COM口能够支持高达921kBd的波特率。
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