USB接口芯片FT245BM的功能及其應用

通用串行總線(xiàn)USB（Universal Serial Bus）由于具有數據傳輸速率高、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算機通信接口。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，應用FT245BM芯片進(jìn)行USB外設開(kāi)發(fā)，只需熟悉單片機（MCU）編程及簡(jiǎn)單的VC或VB 編程，而無(wú)需考慮固件設計以及驅動(dòng)程序的編寫(xiě)，從而能大大縮短USB外設產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)周期。此外，FT245BM支持USB1.1及USB2.0規范，數據傳輸速度可達到1M byte/s。因此，FT245BM是開(kāi)發(fā)USB外設所需接口芯片的極佳選擇。

FT245BM的結構與功能

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）：雙向數據信號線(xiàn)；

RD#（16）：讀信號；

WR（15）：寫(xiě)信號；

TXE#（14）： FIFO發(fā)送緩沖區空標志信號；

RXF#（12）： FIFO接收緩沖區非空標志信號；

USBDP（7），USBDM（8）：USB數據信號正端，USB數據信號負端；

EECS（32），EESK（1），EEDATA（2）：EEPROM片選線(xiàn)，時(shí)鐘線(xiàn)，數據線(xiàn)；

PWREN（10）：電源使能信號；

SI/MU（11）：立即發(fā)送或喚醒信號；

RESET（4）：復位信號；

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

TEST（31）：測試信號；

3V3OUT（6）：3.3V輸出信號；

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

GND（9，17），AGND（29）：芯片地，內部模擬地。

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

FT245BM芯片可實(shí)現USB接口與并行I/O接口之間數據的雙向轉換。一方面，當USB收發(fā)器從主機接收USB串行數據后，由串行接口引擎將數據轉換成并行數據，存儲在FIFO接收緩沖區， FIFO控制器檢測到讀信號RD為低，就把接收緩沖區的數據送到并行數據線(xiàn)D0-D7上；另一方面當FIFO控制器檢測到寫(xiě)信號WR為高時(shí)，就從數據線(xiàn)D0-D7上讀取并行數據，存儲在FIFO發(fā)送緩沖區，并行數據經(jīng)串行接口引擎轉換成USB串行數據，再通過(guò)USB收發(fā)器傳送到主機?？梢?jiàn)FT245BM芯片自身就可完成數據轉換，而不需要設計者考慮硬件設計。其內部結構功能如圖1。

圖1　FT245BM芯片功能框圖

硬件接口設計

接口電路原理圖見(jiàn)圖2。

設計采用USB總線(xiàn)供電，圖2中FT245BM與一片MCU相連，MCU的一個(gè)8位端口用來(lái)傳輸數據，另外一個(gè)端口用來(lái)控制和產(chǎn)生FT245BM需要的4根握手信號線(xiàn)，即RXF#、TXE#、RD#、WR。TXE#為低，表示當前FIFO發(fā)送緩沖區空，這時(shí)WR脈沖由高變低就將數據線(xiàn)D0-D7上數據寫(xiě)入FIFO發(fā)送緩沖區中；當TXE#變高時(shí)，表示當前FIFO發(fā)送緩沖區滿(mǎn)或者正在存儲上一個(gè)字節，禁止向發(fā)送緩沖區中寫(xiě)數據。RXF#為低，表示當前FIFO接收緩沖區有數據，這時(shí)RD#脈沖由低變高，將從FIFO接收緩沖區中讀取數據；讀信號RD#為低時(shí)，把數據讀到數據線(xiàn)D0...D7上；當RXF#為高時(shí)，禁止從FIFO接收緩沖區讀數據