基于FT245BM的简易USB接口开发

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摘要：FT245BM的主要功能是进行USB和并行I/O口之间的协议转换。详细介绍FT245BM芯片的工作原理、内部结构、引脚分布及功能；给出基于FT245BM接口电路的典型设计及驱动和应用软件的编写方法。

    关键词：FT245BM USB接口 并行I/O口

引 言

1 概 述

　　当前，USB外设的开发是一个热点。由于USB总线具有传输速度快、占用资源少及真正的即插即用等优点，越来越受到业界的青睐。可是，USB的开发要求设计人员对USB的标准、Firmware（固件）编程及驱动程序的编写等有较深入的理解，因此限制了USB的开发人员；而基于FT245BM芯片的USB产品开发，能够使研发人员在最短的周期内开发出相应的USB产品。该芯片由FTDI （Future Technology Devices Intl. Ltd.）公司推出，使用简单、性能卓越，只要熟悉单片机编程及简单的VB、VC应用程序编程，就可很容易地进行用户产品开发。
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2 FT245BM芯片功能简介

　　FT245BM的主要功能是进行USB和并行I/O口之间的协议转换。芯片一方面可从主机接收USB数据，并将其转换为并行I/O口的数据流格式发送给外设；另一方面外设可通过并行I/O口将数据转换为USB的数据格式传回主机。中间的转换工作全部由芯片自动完成，开发者无须考虑固件的设计。

　　FT245BM内部主要由USB收发器、串行接口引擎（SIE）、javascript:window.open(this.src);" style="cursor:pointer;"/>USB协议引擎和先进先出（FIFO）控制器等构成，如图1所示。USB收发器提供USB1.1/ 2.0的全速物理接口到USB总线，支持UHCI/OHCI主控制器；串行接口引擎主要用于完成USB数据的串/并双向转换，并按照USB1.1规范来完成USB数据流的位填充/位反填充，以及循环冗余校验码（CRC5/CRC16）的产生和检错；USB协议引擎管理来自USB设备控制端口的数据流；FIFO控制器处理外部接口和收发缓冲区间的数据转换。

　　FIFO控制器实现与单片机（如AT89C51等）的接口，主要通过8根数据线D0~D7及读写控制线（、WR、和）来完成和单片机的数据交互。FT245BM内含两个FIFO数据缓冲区，一个是128字节的接收缓冲区，另一个是384字节的发送缓冲区。它们均用于USB数据与并行I/O口数据的交换缓冲区。

　　另外，FT245BM还包括1个内置的3.3 V的稳压器，1个6 MHz的振荡器、8倍频的时钟倍频器、USB锁相环和EEPROM接口。FT245BM采用32脚的PQFP封装，体积小巧，易于和外设做到一块板上。其外形及引脚分布如图2所示，各引脚的功能描述如表1所列。

表1 FT245BM引脚功能

引脚号	引脚名称	类  型	引脚功能
25	D0	I/O	双向数据总线
24	D1	I/O	双向数据总线
23	D2	I/O	双向数据总线
22	D3	I/O	双向数据总线
21	D4	I/O	双向数据总线
20	D5	I/O	双向数据总线
19	D6	I/O	双向数据总线
18	D7	I/O	双向数据总线
16	RD	IN	由低变高时，允许从接收数据缓冲区读取数据
15	WR	IN	由高变低时，允许将数据发送到数据缓冲区
14	TXE	OUT	为低时，允许数据写入发送数据缓冲区
12	RXF	OUT	为低时，允许数据缓冲区的数据被读取
7	USBDP	I/O	USB数据信号线D+，接1.5kΩ的上位电阻到3.3V
8	USBDM	I/O	USB数据信号线D-
32	EECS	I/O	EEPROM片选线
1	EESK	OUT	EEPROM时钟线
2	EEDATA	I/O	EEPROM数据线
10	PWREN	OUT	电源使能线
11	SI/WU	IN	发送立刻消息或唤醒信号线
4	RESET	IN	复位脚
5	RSTOUT	OUT	内部复位生成器的输出脚
27	XTIN	IN	时钟输入脚
28	XTOUT	OUT	时钟输出脚
31	TEST	IN	测试脚
6	3V3OUT	OUT	3.3V输出脚
3、26	VCC	PWR	电池，+4.4～5.25V
13	VCCIO	PWR	控制引脚10～12、14～16、18～25的信号电平，+3.0～+5.25V
9、17	GND	PWR	电源地
30	AVCC	PWR	内部模拟电源
29	AGND	PWR	内部模拟电源地

3 硬件设计

　　FT245BM的典型硬件电路如图3所示。javascript:window.open(this.src);" style="cursor:pointer;"/>该电路采用总线供电模式，同时采用上电复位方式，通过的输出使单片机复位。时钟电路可采用4脚的6 MHz晶振模块或由1个6 MHz的晶体及2个33 pF的电容组成。脚和I/O 24脚相连，用于判断USB总线是处于挂起状态还是正常状态。在USB接口的电源端采用一个磁珠，以减少主机和设备的干扰；同时，电源端增加了去耦和旁路电容，以提高电路的抗干扰性能。在PCB板的设计中，数据线的走线应尽可能短并且长度相等。图3中的93C46（93C56或93C66）是一片EEPROM，用于存储产品的VID、PID、设备序列号及一些说明性文字等。这些需要用户自己编写，编写的应用程序由FTDI提供。用户只须运行相应的VB应用程序，写入自己相应的信息即可。该EEPROM是可选的。若没有EEPROM，FT245BM将使用默认的VID、PID、产品描述符和电源描述符，并且没有设备的序列号。

图3 FT245BM的典型硬件电路

4 软件编程javascript:window.open(this.src);" style="cursor:pointer;"/>

　　当FT245BM的USB接 口连接到主机后，必须在PC机上安装一个由FTDI公司免费提供的虚拟串行口VCP（Virtual COM Port）驱动程序。该驱动程序兼容Windows 98/ 98 SE、Windows 2000/ME/XP等不同版本。用户可以在这虚拟串口上进行应用程序的开发。该虚拟串口可以像一个标准的物理串口那样被访问，可本质上所有针对虚拟串口的数据通信都是通过USB总线完成的，在设备端则通过并行I/O口完成。

　　在PC端，应用VB对虚拟串口（通常为COM3）进行应用编程。我们直接应用MSComm控件，将MSComm3.CommPort置为3，MSComm3.Seetings置为

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