USB接口芯片F(xiàn)T245BM的功能及其應(yīng)用

通用串行總線USB（Universal Serial Bus）由于具有數(shù)據(jù)傳輸速率高、易于使用、支持熱插拔等特點(diǎn)，越來(lái)越成為一種流行的計(jì)算機(jī)通信接口。FT245BM芯片是由FTDI(Future Technology Devices Intl. Ltd)公司推出的第二代USB接口芯片，與其他USB芯片相比，應(yīng)用FT245BM芯片進(jìn)行USB外設(shè)開(kāi)發(fā)，只需熟悉單片機(jī)（MCU）編程及簡(jiǎn)單的VC或VB 編程，而無(wú)需考慮固件設(shè)計(jì)以及驅(qū)動(dòng)程序的編寫(xiě)，從而能大大縮短USB外設(shè)產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)周期。此外，FT245BM支持USB1.1及USB2.0規(guī)范，數(shù)據(jù)傳輸速度可達(dá)到1M byte/s。因此，F(xiàn)T245BM是開(kāi)發(fā)USB外設(shè)所需接口芯片的極佳選擇。

FT245BM的結(jié)構(gòu)與功能

FT245BM芯片是一種32腳，LQFP封裝的芯片，管腳定義如下：

D[0-7]（25，24，23，22，21，20，19，18）：雙向數(shù)據(jù)信號(hào)線；

RD#（16）：讀信號(hào)；

WR（15）：寫(xiě)信號(hào)；

TXE#（14）： FIFO發(fā)送緩沖區(qū)空標(biāo)志信號(hào)；

RXF#（12）： FIFO接收緩沖區(qū)非空標(biāo)志信號(hào)；

USBDP（7），USBDM（8）：USB數(shù)據(jù)信號(hào)正端，USB數(shù)據(jù)信號(hào)負(fù)端；

EECS（32），EESK（1），EEDATA（2）：EEPROM片選線，時(shí)鐘線，數(shù)據(jù)線；

PWREN（10）：電源使能信號(hào)；

SI/MU（11）：立即發(fā)送或喚醒信號(hào)；

RESET（4）：復(fù)位信號(hào)；

RSTOUT（5）：內(nèi)部復(fù)位生成器的輸出信號(hào)； XTIN（27），XTOUT（28）：時(shí)鐘輸入信號(hào)，輸出信號(hào)；

TEST（31）：測(cè)試信號(hào)；

3V3OUT（6）：3.3V輸出信號(hào)；

VCC（3，26），VCCIO（13），AVCC（30）：芯片電源，控制引腳電源，內(nèi)部模擬電源；

GND（9，17），AGND（29）：芯片地，內(nèi)部模擬地。

芯片內(nèi)部由3.3V穩(wěn)壓器，USB收發(fā)器，鎖相環(huán)，串行接口引擎(SIE)，F(xiàn)IFO控制器，USB協(xié)議引擎，F(xiàn)IFO接收緩沖區(qū)，發(fā)送緩沖區(qū)以及6M振蕩器，8倍頻時(shí)鐘倍頻器等組成。

FT245BM芯片可實(shí)現(xiàn)USB接口與并行I/O接口之間數(shù)據(jù)的雙向轉(zhuǎn)換。一方面，當(dāng)USB收發(fā)器從主機(jī)接收USB串行數(shù)據(jù)后，由串行接口引擎將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成并行數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)在FIFO接收緩沖區(qū)， FIFO控制器檢測(cè)到讀信號(hào)RD為低，就把接收緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)送到并行數(shù)據(jù)線D0-D7上；另一方面當(dāng)FIFO控制器檢測(cè)到寫(xiě)信號(hào)WR為高時(shí)，就從數(shù)據(jù)線D0-D7上讀取并行數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)在FIFO發(fā)送緩沖區(qū)，并行數(shù)據(jù)經(jīng)串行接口引擎轉(zhuǎn)換成USB串行數(shù)據(jù)，再通過(guò)USB收發(fā)器傳送到主機(jī)。可見(jiàn)FT245BM芯片自身就可完成數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，而不需要設(shè)計(jì)者考慮硬件設(shè)計(jì)。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)功能如圖1。

圖1　FT245BM芯片功能框圖

硬件接口設(shè)計(jì)

接口電路原理圖見(jiàn)圖2。

設(shè)計(jì)采用USB總線供電，圖2中FT245BM與一片MCU相連，MCU的一個(gè)8位端口用來(lái)傳輸數(shù)據(jù)，另外一個(gè)端口用來(lái)控制和產(chǎn)生FT245BM需要的4根握手信號(hào)線，即RXF#、TXE#、RD#、WR。TXE#為低，表示當(dāng)前FIFO發(fā)送緩沖區(qū)空，這時(shí)WR脈沖由高變低就將數(shù)據(jù)線D0-D7上數(shù)據(jù)寫(xiě)入FIFO發(fā)送緩沖區(qū)中；當(dāng)TXE#變高時(shí)，表示當(dāng)前FIFO發(fā)送緩沖區(qū)滿或者正在存儲(chǔ)上一個(gè)字節(jié)，禁止向發(fā)送緩沖區(qū)中寫(xiě)數(shù)據(jù)。RXF#為低，表示當(dāng)前FIFO接收緩沖區(qū)有數(shù)據(jù)，這時(shí)RD#脈沖由低變高，將從FIFO接收緩沖區(qū)中讀取數(shù)據(jù)；讀信號(hào)RD#為低時(shí)，把數(shù)據(jù)讀到數(shù)據(jù)線D0...D7上；當(dāng)RXF#為高時(shí)，禁止從FIFO接收緩沖區(qū)讀數(shù)據(jù)