使用MAX3100 UART将USB添加到PIC微控制器

USB刚刚变得易于实现。本应用笔记允许设备设计人员使用MAX3100 UART熟悉的UART帧继续发送和接收数据，从而简化设备设计人员使用USB的简便性。UART-to-USB转换器IC和操作系统驱动程序将处理所有USB复杂性。应用笔记描述了使用MAX3100通过USB发送和接收数据所需的所有软件和硬件。

背景

UART（通用异步接收器发射器）自IBM的原始PC主板使用Intel 8250 UART以来一直是标准的串行端口成帧器。几十年后，UART由于其可靠性和简单性而继续被广泛使用。

通用串行总线 （USB） 已在很大程度上取代标准串行端口作为将设备连接到 PC 的方式，因为它更简单、更万无一失且速度更快。但是，虽然USB使用户更容易连接，但它给设计人员带来了额外的挑战。许多设计人员继续使用带有标准串行端口的UART，等待使USB更容易实现的产品。令人高兴的是，这一天已经到来。现在可以使用MAX3100和UART-USB转换器实现USB接口。设计人员使用MAX3100 UART和UART-USB转换器IC的熟悉UART框架，操作系统驱动程序可以处理USB的复杂性。

MAX3100是首款专门针对微控制器系统的UART。其SPI/QSPI™™兼容接口允许MAX3100与几乎任何微控制器配合使用。SPI/QSPI 接口非常理想，因为它很容易通过片上 SPI/QSPI 外设或仅 4 个 GPIO 实现。MAX3100支持高达4.2MHz的SPI数据速率，UART支持高达230kBd的波特率。

本应用笔记允许设备设计人员使用标准UART数据帧继续发送和接收数据，从而简化设备设计人员使用USB的便利。以下信息描述了使用MAX3100通过USB发送和接收数据所需的所有软件和硬件。

基于 UART 的 USB 设计

图1所示的应用电路由MAX3100 UART、FT232BM UART-USB转换器、93C46串行EEPROM和PIC16F84微控制器组成。由于PIC16F84没有任何内部USB或UART外设，MAX3100是完美的外部UART外设。清单1所示的程序通过SPI将PIC16F84连接到MAX3100。

图1.MAX3100应用原理图

清单1是一个示例汇编程序，通过SPI将PIC16F84连接到MAX3100。

示例汇编程序不断传递消息：“The example assembly program continuously transmits the message:
"THE QUICK BROWN FOX JUMPS OVER THE LAZY DOG".

MAX3100通过SPI接收数据，并以232kBd的频率将标准UART帧的相同消息连续发送到FT230BM。FT232BM将UART帧数据转换为USB兼容格式，以便PC可以使用USB虚拟COM端口轻松接收数据。

USB 虚拟 COM 端口驱动程序必须在首次将活动 USB 串行电缆插入图 1 中的电路时安装在 PC 上。不应向电路板供电，因为整个电路由USB端口供电。将表 1 中列出的压缩文件复制到硬盘。我将压缩文件复制到 C 驱动器上名为 C：3100appnote 的子目录中。请按照下面的分步说明成功安装虚拟COM端口驱动程序。

以下步骤需要此下载：

R9012134.zip

表 1.将文件 R9012134.ZIP解压缩到硬盘驱动器上的子目录中

描述	文件名
Win98/2000 虚拟 COM 端口驱动程序	R9012134.ZIP

步骤1：将电路板插入活动USB串行电缆后，您将看到以下屏幕。按下一步>按钮。

步骤2： 当第二个屏幕出现时，按 下一页 > 按钮搜索适合您设备的最佳驱动程序。

步骤3： 当出现第三个屏幕时，通过按“浏览”按钮将Windows引导到您解压缩文件R9012134的位置.ZIP。例如 C：3100appnote。按下一步>按钮开始搜索。

步骤4：当下一个屏幕出现时，按FTDIBUS后面的下一个>按钮。已找到 INF 驱动程序文件。

步骤5： 当最后一个屏幕出现时，按“完成”按钮完成安装过程。

步骤 6：通过查看位于“系统属性”|“ 中的”设备管理器“选项卡的”端口“部分，验证是否已正确安装 USB 虚拟 COM 端口设备管理器 |港口。

安装 USB 虚拟 COM 端口驱动程序后，所有您喜欢的标准串行端口 PC 应用程序现在都可以使用虚拟 COM 端口（而不是典型的硬件 COM 端口）通过 USB 传输和接收数据。许多硬件 COM 端口限制为 115kBd，但虚拟 COM 端口模拟软件中的硬件 COM 端口，并支持高达 921kBd 的波特率。

审核编辑：郭婷