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新的FT2232C型USB

更新日期:2006-10-03  作者:  来源:本站整理

摘要:FT2232C是一款USB到UART/FIFO转换电路。文中介绍FT2232C的特性、工作原理及应用领域,给出该电路在各种不同场合的典型应用电路
关键词:通用串行总线;通用异步收发模式/先进先出;FT2232C
引言
在进行室外信息采集时,需要定位和通信,还需要由传感器进行各种信息的采集,因而需要多个串口。串口扩展已成为系统开发中经常遇到的问题。一般的解决方案是有用串口扩展电路来增加串口。但这种方法采用的电路较多,电路较复杂,且串口连接的设备在使用时插拔很不方便。本文介绍一种新的FT2232C型电路的功能特片并用其进行串口扩展。




1 FT2232C介绍
1.1 电路概览
FT2232C是一款USB到UART/FIFO的转换电路,是FTDI公司继第二代FT232BM、FT245BM之后的第三代产品,集成了两片BM芯片的功能。电路要用48-LD LQFP封装。
FT2232C具有两个多用途的UART/FIFO控制器,可分别配置成不同的工作模式。一个USB下游端口转换成两个I/O通道,每个I/O通道相当一个FT232BM或FT245BM,可以单独配置成UART接口或者FIFO接口。通过对外挂EEPROM的配置,FT2232C还提供一系列新的操作模式,如多协议同步串行机接口,这是专为同步串行协议如JTAG和SPI总线设计的。还有同步位宽模式、CPU风格的FIFO模式、多协议同步串行机接口模式、MCU主机总线竞争模式及快速光隔离串行机接口模式等。此外,该电路的驱动能力有很大提高,能够输出较之通常电路3倍的功率,这使得多个电路可能共享总线。
使用FTDI公司提供的虚拟串口(VCP)驱动,对外围接口的使用就像使用PC的标准串口一样。许多现有软件经过简单重新配置即哥与虚拟串口相接,应用程序与电路间的通信与PC的COM口通信相同。




1.2 电路的特征
●只需添加简单配置电路,便可实现由单电路到双通道串/并口的转换;
●芯片上集成了全部USB处理协议,使用时不需要另外编写USB固件程序;
●2个I/O通道(A/B)相互独立,可配置成2个5V、2个3.3V或一个5V、一个3.3V的逻辑I/O接口
●UART接口支持7或8位数据位,1/2位停止位,奇校验/偶校验/标志位/空位/无奇偶校验;
●发送数据的速率为300~1Mb/s(RS-232)或3Mbs(TTL、RS-232/RS-485);
接口模式和USB描述字符可在外部EEPROM中进行配置,还可以在板子上通过USB对EEPROM进行配置;
●4.35V~5.25V的单电压工作范围。




1.3 简化功能框图
FT2232C的简化功能框图如图1所示,各单元的功能如下:
USB收发器单元:提供USB1.1、USB2.0到USB电缆的全速物理接口。一个微分收发器和两个单独的终结收发器提供USB数据输入、SEO及USB复位条件检测。
USB DPLL单元:跟踪输入的NRZI USB数据,并单独恢复时钟及数据信号SIE模块。
SIE模块:执行USB数据从串行到并行及并行到串行的转换。
USB PE模块:管理从USB控制端接收的数据,负责处理USB主控器发出的低层USB协议请求和UART/FIFO控制器发出的控制命令。




RX Buffer和TX Buffer分别为384字节的接收缓冲和128字节的发送缓冲。
1.4 应用领域
由于集成了两片第二代BM的功能,因而FT2232C的应用场合十分广泛。主要包括USB转换为双串口RS-232、USB转换为双串口RS-422/RS-485、USB JTAG编程、USB转换为SPI总线接口、现场可升级的USB产品和带USB接口的交流隔离产品。
2 FT2232C的应用举例
在实际应用中,由于传统串口扩展方法相对比较繁锁,因此可使用该电路来扩展串口,实现时只需进行简单的外围电路配置即可得到一个由USB转换而来的两个COPMPORT。具体的配置电路如图2所示。
设计是需要注意以下几点:
首先:FT2232C的USBDP、USBDM两个输入端的电阻器阻值必须相等,典型值为27Ω,而且必须是1%精度的电阻器,否则容易造成输入阻抗不匹配而使电路无法正常工作。其次:该电路晶振两端的2个电容器的容值也必须相等,典型值为27pF。




由于设计要求是要得到2个串口,因此外挂的EEPROM可以不接,而直接将FT2232C的EEDATA端经由10kΩ的电阻器接到VCC上。这样在上电复位时FT2232C不能从外挂的EEPROM中读取信息,工作在电路的缺省默认模式下,即由USB到双串口的转换。
将得到的2个串口通过电路的VCCIOA、VCCIOB进行配置,即将VCCIOA接3.3V,VCCIOB接5V,这样得到的串口A的工作电压为3.3V,串口B的工作电压为5V,可以分别接3.3V和5V的器件。
由于RS232电平一般为-9V~+9V,而FT2232C转换得到的2个串口通信前需要经过V或3.3V,因此在与RS232串口通信前需要经过电平转换。以SP213EHCA电平转换电路为例,具体电路如图3所示。
除了常用的USB到RS-232串口的转换,FT2232C还可以转换成其他接口,如RS422、RS485及CPU风格的FIFO等。其具体的电路分别如图4、图5、图6所示。为方便起见,各图中仍仅以一个通道为例进行说明。




3 结束语
随着USB总线技术的发展,接口扩展及接口转换是随时都可以遇到的问题。正基于此,FT2232C的应用前景日渐看好。应用FT2232C可以方便地扩展多个RS-232接口、RS-422接口、RS-485接口,还可以将USB接口转换为SPI总线接口。USB扩展或转换其他接口的方案不仅经济实用,无需占用主机的扩展槽资源,而且简单方便,其功能特点逐步显示出来。目前USB接口的设备已经在众多领域发挥着主要作用。相信FT2232C的应用将越来越广泛。

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