例说FPGA连载23:UARTUSB外设子板设计
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SF-USB子板的实物照片如图2.38所示。
图2.38 SF-USB子板实物照片
SF-USB子板主要用到其USB转UART芯片FT232,该芯片内部功能框图如图2.39所示。它通过USB的D+/D-与PC进行通信,芯片内部能够根据USB协议对数据进行处理,最终通过FIFO将这些数据转换为UART协议和我们的FPGA进行通信。
图2.39 FT232芯片内部功能框图
FT232R的接口电路如图2.40所示。P4为USB port,用于连接PC,UART_TX和UART_RX分别为FT232R芯片的UART发送和UART接收信号,对应的,UART_TX就是FPGA的UART接收,而UART_RX就是FPGA的UART发送信号。D2和D3连接着U2-23/22,在UART_RX和UART_TX收发的时候它们会闪烁以指示工作状态。
图2.40 FT232接口电路
FT232R的引脚定义如表2.3所示。
表2.3 FT232引脚定义
引脚号 | 引脚名称 | 类型 | 说明 |
15 | USBDP | I/O | USB差分信号正,内部集成串联电阻和1.5K ohm上拉到3.3V。 |
16 | USBDM | I/O | USB差分信号负,内部集成串联电阻。 |
4 | VCCIO | PWR | I/O供电电压。 |
7,18,21 | GND | PWR | 芯片的地引脚。 |
17 | 3V3OUT | O | 经过内部LDO输出的3.3V电压,最大供电电流50mA。 |
20 | VCC | PWR | 芯片核电压,可以供3.3V~5.25V。 |
25 | AGND | PWR | 用于内部时钟倍频的模拟地。 |
8,24 | NC | NC | 无连接。 |
19 | RESET# | I | 复位引脚,低电平有效。内部有上拉电阻,不使用该引脚可以浮空。 |
26 | TEST | I | 内部测试引脚,正常工作是必须接地。 |
27 | OSCI | I | 12MHz晶体输入引脚。 |
28 | OSCO | O | 12MHz晶体输出引脚。 |
1 | TXD | O | 芯片的UART数据发送信号。 |
2 | DRT# | O | 数据终端准备控制输出/握手信号。 |
3 | RTS# | O | 请求发送控制输出/握手信号。 |
5 | RXD | I | 芯片的UART数据接收信号。 |
6 | RI# | I | 振铃提示控制输入信号。 |
9 | DSR# | I | 数据设置准备控制输入/握手信号。 |
10 | DCD# | I | 数据传输检测控制输入。 |
11 | CTS# | I | 清除发送控制输入/握手信号。 |
12 | CBUS4 | I/O | 可配置CBUS输出引脚。 |
13 | CBUS2 | I/O | 可配置CBUS输出引脚。 |
14 | CBUS3 | I/O | 可配置CBUS输出引脚。 |
22 | CBUS1 | I/O | 可配置CBUS输出引脚。 |
23 | CBUS0 | I/O | 可配置CBUS输出引脚。 |
SF-USB子板的USB转UART芯片连接到FPGA的信号定义如表2.4所示。
表2.4 SF-USB子板连接引脚定义
名称 | 位置 | 功能描述 |
UART_RX | P1-5 | FT232的UART接收信号。 |
UART_TX | P1-6 | FT232的UART发送信号。 |
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