探索TL16C752D：具有64字节FIFO的双路UART的卓越性能与应用

在电子设计的广阔领域中，UART（通用异步收发器）作为实现串行通信的关键组件，一直扮演着重要角色。今天，我们将深入探讨TI公司的TL16C752D，一款具有64字节FIFO的双路UART，它凭借其丰富的特性和广泛的应用场景，成为众多工程师的首选。

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一、TL16C752D的特性亮点

1. 引脚兼容性与增强功能

TL16C752D与TL16C2550引脚兼容，这意味着在进行设计升级时，工程师无需对电路板进行大规模改动，大大节省了设计时间和成本。同时，它通过改进的先入先出（FIFO）寄存器提供了增强功能，能够有效提高数据处理效率。

2. 宽电源电压范围与高速数据传输

该器件支持1.62V至5.5V的宽电源电压范围，能够适应不同的电源环境。在不同电压下，它都能实现高速数据传输：5V时为3Mbps（48MHz振荡器输入时钟），3.3V时为3Mbps（48MHz振荡器输入时钟），2.5V时为1.5Mbps（24MHz振荡器输入时钟），1.8V时为1Mbps（16MHz振荡器输入时钟）。这种灵活性使得TL16C752D在各种低功耗和高性能应用中都能游刃有余。

3. 宽温度范围与可靠性

TL16C752D的运行温度范围为–40°C至85°C，这使得它能够在恶劣的环境条件下稳定工作，适用于汽车、工业等对可靠性要求较高的应用场景。

4. 丰富的功能特性

• 64字节发送/接收FIFO：能够缓存更多的数据，减少CPU的中断次数，提高系统的整体性能。
• 可编程波特率发生器：可以根据需要生成不同的波特率，满足多样化的通信需求。
• 软件/硬件流控制：支持可编程的Xon和Xoff字符，以及自动请求发送（RTS）和自动清除发送（CTS）调制解调器控制功能，有效避免数据丢失和冲突。
• DMA信号传输功能：用于PN封装中的数据发送与接收，进一步提高数据传输效率。
• RS - 485模式支持：适用于长距离、多节点的通信应用。
• 红外数据协会（IrDA）功能：支持红外通信，为无线通信提供了更多选择。
• 可编程休眠模式：降低功耗，延长电池寿命。
• 可编程串行接口特性：可以设置5、6、7或8位字符，以及1、1.5或2个停止位，还能进行偶校验、奇校验或无奇偶校验位的生成与检测。
• 错误启动位和线路中断检测：能够及时发现通信中的错误，保证数据的准确性。
• 内部测试和环回功能：方便进行调试和故障排查。

二、应用领域广泛

TL16C752D的应用场景十分广泛，涵盖了车用信息娱乐、移动设备、通信设备、白色家电和工业计算等多个领域。在车用信息娱乐系统中，它可以实现与各种传感器和设备的通信，提供丰富的信息交互功能；在移动设备中，它能够满足高速数据传输和低功耗的需求；在工业计算领域，其宽温度范围和高可靠性使其成为恶劣环境下通信的理想选择。

三、详细技术解析

1. 功能框图与工作原理

TL16C752D的功能框图展示了其内部结构和各个模块之间的协作关系。它主要由两个独立的UART通道组成，每个通道都有自己的寄存器集和FIFO。数据通过RX引脚输入，经过接收FIFO缓存后，由CPU读取；发送数据时，CPU将数据写入发送FIFO，然后通过TX引脚输出。

2. 寄存器映射与配置

TL16C752D的寄存器映射详细列出了各个寄存器的地址和功能。通过对这些寄存器的配置，可以实现波特率设置、FIFO触发水平设置、流控制设置等功能。例如，通过设置DLL和DLH寄存器可以调整波特率；通过FCR寄存器可以启用或禁用FIFOs，并设置触发水平。

3. 工作模式与操作

• DMA模式：有DMA模式0和1两种选择。在DMA模式0下，DMA以单字符传输的方式进行；在DMA模式1下，支持多字符（或块）DMA传输，能够减轻处理器的负担。
• 睡眠模式：当满足一定条件时，TL16C752D可以进入睡眠模式，此时UART时钟和波特率时钟停止，大大降低了功耗。当检测到RX线有变化、调制解调器输入引脚状态改变或有数据写入TX FIFO时，设备将唤醒。

四、设计与应用注意事项

1. 电源供应

为了保证TL16C752D的稳定运行，电源供应必须提供恒定电压，最大变化不超过标称值的10%，并且能够提供设备在所选标称电压下的最大电流消耗。同时，VCC引脚必须靠近放置一个1 - µF的旁路电容器，建议再并联两个额外的电容器，值分别为0.1 µF和0.01 µF。

2. 布局设计

在PCB布局设计中，要避免迹线出现直角弯曲，尽量采用45°角或圆形弯曲，以减少辐射和阻抗变化。此外，要将高速信号（如时钟信号）与低速信号分开，数字信号与模拟信号分开，不同层的信号走线尽量保持90°，以减少串扰。

3. 静电放电（ESD）防护

ESD可能会损坏集成电路，因此在处理和安装TL16C752D时，必须采取适当的预防措施，如佩戴防静电手环、使用防静电工作台等。

五、总结

TL16C752D作为一款具有64字节FIFO的双路UART，凭借其丰富的特性、广泛的应用场景和良好的可靠性，为电子工程师在串行通信设计中提供了一个强大而灵活的解决方案。无论是在低功耗应用还是高性能通信系统中，TL16C752D都能展现出卓越的性能。在实际设计过程中，工程师需要根据具体需求合理配置寄存器，注意电源供应和布局设计，以充分发挥该器件的优势。希望通过本文的介绍，能帮助大家更好地了解和应用TL16C752D，为电子设计带来更多的可能性。

大家在使用TL16C752D的过程中，有没有遇到过什么有趣的问题或者独特的应用案例呢？欢迎在评论区分享交流！