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USB接口芯片FT245AM的原理

2017-08-28 05:38 摘要：介绍了一种USB总线接口芯片FT245AM及其在航空ARINC429总线测试仪中的应用方法，同时介绍了FT245AM的内部结构、管脚说明以及与微处理器的接口电路，给出了航空ARINC429总线测试仪的总体框图、部分原理和接口逻辑的Verilog HDL源代码及仿真时序。

随着计算机的广泛就算，与计算机通信的方式也越来越多，对通信速度和易用性要求也越来越高，这使得USB通信方式显得越来越突出，应用领域也越来越广泛。因此，在鼠标、键盘、游戏杆、数据采集卡、数码相机、掌上电脑中都有USB的应用。

FT245AM是美国FTDI公司生产的一种USB专用芯片。它具有功能强、体积小、传输速度快、符合USB1.1技术规范、易于一微处理器接口等特点，因而倍受用户的青睐。笔者采用FT245AM成功地开发了航空ARINC429总线测试仪。

FT245AM集成了USB1.1通信协议和外设接口，可以方便地实现USB主机与外设MCU、CPLD的接口，其数据传输速率可达1MB/s。FT245AM内部128字节的接收FIFO和384字节的发送FIFO大大提高了USB主机与外设的通信质量。另外，FT245AM还具备3.3V的LDO调整器、8位频器、USB数据时钟恢复PLL、USB数据收发器，且EEPROM接口逻辑单元可外接串行存储器93C46，以实现USB VID、PID、序列号和设备说明字符串的存储。使用FT245AM可大大简化其外围电路，使用户设备更趋于小型化。

1 FT245AM简介

1.1 FT245AM内部结构和引脚功能

FT245AM芯片的内部结构如图1所示。该芯片采用QFP32封装，其各管脚说明如下：

USBDP（7脚）：USB差分数据正端；

EEDATA（2脚）：串行存储器数据；

USBDM（8脚）：USB差分数据负端；

TEST（5脚）：厂商测试管脚；

3V3OUT（6脚）：3.3V电源输出；

D[7:0](25～18脚)：外设接口数据总线；

XTIN（27脚）：晶体振荡器输入；

RD（16脚）：外设读数据信号输入；

XTOUT（28脚）：晶体振荡器输出；

WR（15脚）：外设写数据信号输入；

RCCLK（31脚）：RC定时器；

TXE（14脚）：发送FIFO空标志输出；

RESET（4脚）：芯片复位输入；

RXF（12脚）：接收FIFO非空标志输出；

EECS（32脚）：串行存储器片选；

EEREQ（11脚）：串行存储器读取请求；

EESK（1脚）：串行存储器时钟；

EEGNT（10脚）：串行存储器读取允许；

VCC，AVCC（3、13、26、30脚）：分别为芯片电源和电路模拟电源；

GND，AGND（9、19、29脚）：芯片地和模拟地。

1.2 FT246AM与外设的数据传输方法

FT245AM具有外设接口控制单元，可以方便地与MCU、CPLD接口来实现数据交换。

（转载自http://zw.nseac.coM科教作文网）

当外设从FT245AM中读取USB主机数据时，如果FT245AM的管脚RXF为高电平，则表明FT245AM没有接收到USB主机发送的数据，此时外围MCU（CPLD）不能读取数据。而当MCU（CPLD）检测到RXF为低电平时，表明FT245AM的接收FIFO中已有USB主机发送的数据，此时外围MCU（CPLD）便可以通过外设数据总线读取数据。外设通过FT245AM读取USB主机数据的时序图如图2所示。

当外设通过FT245AM写数据到USB主机时，如果FT245AM的管脚TXE为高电平，则表示FT245AM内部正忙，外围MCU（CPLD）不能向FT245AM的发送FIFO中写数据。而当外围MCU（CPLD）检测到TXE为低电平时，则表明FT245AM的发送FIFO空闲，外围MCU（CPLD）可以向FT245AM中写数据到USB主机。图3所示是外设通过FT245AM向USB主机发送数据的时序图。