探索TL16C752C双UART：功能特性与设计要点

在电子工程领域，UART（通用异步收发传输器）作为实现串行通信的关键组件，在众多应用场景中发挥着重要作用。今天，我们要深入探讨的是TI公司的TL16C752C双UART，它以其丰富的特性和出色的性能，成为了许多工程师的首选。

文件下载：tl16c752c.pdf

1. 特性亮点

1.1 广泛的兼容性与电压支持

TL16C752C与SC16C752B和XR16M752引脚兼容，并且具备额外的增强功能。它支持1.8V、2.5V、3.3V或5V的电源供应，这使得它能够适应不同的应用环境，无论是低功耗的便携式设备，还是对稳定性要求较高的工业自动化系统，都能找到合适的电源配置。

1.2 高速数据传输

该UART能够在不同的电源电压下实现高速数据传输。例如，在5V供电时，它支持48MHz的振荡器输入时钟，数据速率可达3Mbps；在3.3V供电时，32MHz的振荡器输入时钟可实现2Mbps的数据速率。这种高速传输能力满足了许多对数据传输速度有较高要求的应用场景，如以太网网络路由器等。

1.3 温度适应性强

TL16C752C的工作温度范围为 -40°C至85°C，这使得它在各种恶劣的环境条件下都能稳定工作，无论是在高温的工业现场，还是在低温的户外环境，都能保证数据的可靠传输。

1.4 丰富的功能特性

它具有64字节的FIFO（先进先出缓冲区），能够有效减轻处理器的软件开销。同时，它还支持自动硬件和软件流控制，可显著提高系统的效率。此外，该UART还具备调制解调器控制功能、DMA信号传输能力、RS - 485模式支持以及红外数据协会（IrDA）能力等，为不同的应用场景提供了更多的选择。

2. 详细功能解析

2.1 FIFO模式

TL16C752C可以进入FIFO模式，在该模式下，接收器和发送器的FIFO都能存储多达64字节的数据（接收器FIFO每个字节还包含三位额外的错误状态信息），并且具有可选择或可编程的触发级别。通过RXRDY和TXRDY等主要输出信号，能够实现DMA传输的信号通知，大大提高了数据传输的效率。

2.2 硬件与软件流控制

硬件流控制使用RTS输出和CTS输入信号，软件流控制则使用可编程的Xon和Xoff字符。这两种流控制方式都能有效减少软件开销，提高系统的整体效率。例如，在硬件流控制中，当Auto - RTS和Auto - CTS功能启用时，能够避免数据溢出错误，确保数据的可靠传输。

2.3 可编程波特率发生器

TL16C752C包含一个可编程的波特率发生器，它可以将时钟信号除以1至65535之间的一个除数，从而生成所需的波特率。此外，还可以通过MCR[7]位调用一个预分频器（除以4），进一步灵活调整波特率。

2.4 中断系统

该UART具有中断生成和优先级排序能力，通过中断使能寄存器（IER）和中断识别寄存器（IIR），能够方便地控制和识别不同类型的中断。例如，当接收器出现错误、RX FIFO超时、THR为空等情况时，都能及时触发相应的中断，通知处理器进行处理。

3. 设计要点

3.1 电源供应

在设计过程中，电源供应是一个关键因素。TL16C752C的电源必须提供稳定的电压，最大电压变化不超过标称值的10%，并且要能够提供设备在相应标称电压下的最大电流消耗。例如，在1.8V供电时，最大电流消耗为4.5mA；在5V供电时，最大电流消耗为40mA。同时，为了保证电源的稳定性，建议在VCC引脚附近放置1µF的旁路电容，以及两个额外的0.1µF和0.01µF的并联电容。

3.2 布局设计

PCB布局对TL16C752C的性能也有着重要影响。在布线时，应避免走线出现直角转弯，尽量采用45°角或圆角转弯，以减少辐射和阻抗变化。同时，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，以减少信号干扰。此外，为了减少层间串扰，相邻层的走线应尽量垂直。

3.3 寄存器配置

正确配置寄存器是实现TL16C752C各项功能的关键。在初始化时，需要对各种配置寄存器进行设置，包括波特率寄存器、流控制寄存器、FIFO控制寄存器等。例如，在设置波特率时，需要先将LCR[7]置为1，然后分别对DLL和DLH进行写入操作。在设置软件流控制模式时，也需要通过特定的寄存器操作来实现。

4. 应用案例

4.1 典型的RS - 232接口应用

TL16C752C通常作为双RS - 232接口使用，与5V微处理器配合工作。在设计过程中，需要满足控制器板的推荐工作条件，如输入时钟为1.8432MHz，并考虑工作的自由空气温度条件。同时，控制器需要具备两个8位端口，分别用于控制信号和I/O数据，还可以选择一个额外的端口来监控中断和TX/RX准备信号。

4.2 详细设计步骤

• 原理图实现：按照推荐的原理图进行设计，确保各个引脚的连接正确。
• 读写程序实现：在控制器上实现满足时序要求的READ和WRITE程序，可参考文档中的时序图进行设计。
• 寄存器初始化：按照一定的顺序对各种配置寄存器进行初始化，如设置波特率、软件流控制模式、流控制阈值等。

5. 总结

TL16C752C双UART以其丰富的功能特性、广泛的兼容性和出色的性能，为电子工程师在设计串行通信系统时提供了一个强大的工具。在实际应用中，我们需要充分了解其特性和设计要点，合理进行电源供应、布局设计和寄存器配置，以确保系统的稳定性和可靠性。同时，通过不断的实践和探索，我们可以更好地发挥TL16C752C的优势，满足不同应用场景的需求。

作为电子工程师，我们在使用TL16C752C时，还需要不断关注其相关的文档更新和技术支持，以应对可能出现的问题和挑战。你在使用TL16C752C的过程中遇到过哪些问题呢？又是如何解决的呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。