FPGA實(shí)戰(zhàn)演練邏輯篇29：CH376之USB電路設(shè)計(jì)

發(fā)布時(shí)間：2015-5-24 19:57 發(fā)布者：rousong1989

CH376之USB電路設(shè)計(jì)

本文節(jié)選自特權(quán)同學(xué)的圖書《FPGA設(shè)計(jì)實(shí)戰(zhàn)演練（邏輯篇）》

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CH376S是文件管理控制芯片，用于單片機(jī)/DSP/MCU/MPU系統(tǒng)讀寫U盤或者SD卡中的文件。CH376S支持USB設(shè)備方式和USB 主機(jī)方式，并且內(nèi)置了USB通訊協(xié)議的基本固件，內(nèi)置了處理海量存儲(chǔ)設(shè)備的專用通訊協(xié)議的固件，內(nèi)置了SD卡的通訊接口固件，內(nèi)置了FAT12、FAT16和FAT32文件系統(tǒng)的管理固件，支持常用的USB存儲(chǔ)設(shè)備（包括U 盤/USB硬盤/USB閃存盤/USB讀卡器）和SD卡（包括標(biāo)準(zhǔn)容量SD卡和高容量HC-SD卡以及協(xié)議兼容的MMC卡和TF卡）。（特權(quán)同學(xué)，版權(quán)所有）

CH376S支持三種通訊接口：8位并口（SF-USB子板的硬件接口方式）、SPI接口或者異步串口。單片機(jī)/DSP/MCU/MPU等控制器可以通過上述任何一種通訊接口控制CH376S芯片，從而存取U盤、SD卡中的文件或者與PC通信。（特權(quán)同學(xué)，版權(quán)所有）

FPGA與CH376S之間通過一組并口總線進(jìn)行通信。如圖3.65所示，F(xiàn)PGA處于主機(jī)（注意這里所說的主機(jī)和從機(jī)只是針對(duì)并口通信而言，不是指USB的主機(jī)和從機(jī)）地位，它通過片選信號(hào)CS#、寫選通信號(hào)WR#、讀選通信號(hào)RD#、指令\數(shù)據(jù)信號(hào)A0和數(shù)據(jù)總線DATA[7:0]對(duì)CH376S的數(shù)據(jù)或控制寄存器進(jìn)行讀寫。CH376S處于從機(jī)地位，當(dāng)它需要返回?cái)?shù)據(jù)時(shí)，則通過中斷信號(hào)INT#向FPGA發(fā)出請(qǐng)求，然后FPGA根據(jù)當(dāng)前發(fā)送過的指令狀態(tài)執(zhí)行相應(yīng)的讀取或?qū)懭氩僮鳌＃ㄌ貦?quán)同學(xué)，版權(quán)所有）

圖3.65 FPGA與CH376S互聯(lián)

CH376S的接口電路圖如圖3.66所示，其SD卡接口的電路如圖3.67所示。P3為USB port，X1為12MHz的晶體，P2為SD座。（特權(quán)同學(xué)，版權(quán)所有）

圖3.66 CH376S接口電路

圖3.67 SD卡接口電路

CH376S的引腳定義如表3.7所示。（特權(quán)同學(xué)，版權(quán)所有）

表3.7 CH376S引腳定義

引腳號(hào)	引腳名稱	類型	說明
28	VCC	電源	正電源輸入端，需要外接0.1uF退偶電容。
12	GND	電源	公共接地端，需要連接USB總線的地線。
9	V3	電源	3.3V電源時(shí)，連接VCC輸入外部電源；5V電源時(shí)，外接0.01uF退偶電容。
13	X1	輸入	晶體振蕩的輸入端，需要外接12MHz晶體。
14	X0	輸入	晶體振蕩的反向輸入端，需要外接12MHz晶體。
10	UD+	USB信號(hào)	USB總線的U+數(shù)據(jù)。
11	UD-	USB信號(hào)	USB總線的U-數(shù)據(jù)。
23	SD_CS	開漏輸出	SD卡SPI接口的片選輸出，低電平有效，內(nèi)置上拉電阻。
26	SD_CK	輸出	SD卡SPI接口的串行時(shí)鐘輸出。
7	SD_DI	輸入	SD卡SPI接口的串行輸入數(shù)據(jù)，內(nèi)置上拉電阻。
25	SD_DO	輸出	復(fù)用引腳；SD卡SPI接口的串行數(shù)據(jù)輸出。
25	RST	輸出	復(fù)用引腳；在進(jìn)入SD卡模式之前是電源上電復(fù)位和外部復(fù)位輸出，高電平有效。
22~15	D0~D7	雙向三態(tài)	并口的8位雙向數(shù)據(jù)總線，內(nèi)置上拉電阻。
18	SCS	輸入	SPI接口的片選輸入，低電平有效，內(nèi)置上拉電阻。
20	SCK	輸入	SPI接口的串行時(shí)鐘輸入，內(nèi)置上拉電阻。
21	SDI	輸入	SPI接口的串行數(shù)據(jù)輸入，內(nèi)置上拉電阻。
22	SDO	三態(tài)輸出	SPI接口的串行數(shù)據(jù)輸出。
19	BZ	輸出	SPI接口的忙狀態(tài)輸出，高電平有效。
8	A0	輸入	并口的地址輸入，區(qū)分命令和數(shù)據(jù)；內(nèi)置上拉電阻，當(dāng)A0=1時(shí)可以而寫命令或讀狀態(tài)，當(dāng)A0=0時(shí)可以讀寫數(shù)據(jù)。
27	PCS#	輸入	并口的片選輸入，低電平有效，內(nèi)置上拉電阻。
4	RD#	輸入	并口的讀選通輸入，低電平有效，內(nèi)置上拉電阻。
3	WR#	輸入	并口的寫選通輸入，低電平有效，內(nèi)置上拉電阻。
5	TXD	輸入 /輸出	在芯片內(nèi)部復(fù)位期間為接口配置輸入，內(nèi)置上拉電阻；在芯片復(fù)位完成后為異步串口的串行數(shù)據(jù)輸出。
6	RXD	輸入	異步串口的串行數(shù)據(jù)輸入，內(nèi)置上拉電阻。
1	INT#	輸出	中斷請(qǐng)求輸出，低電平有效，內(nèi)置上拉電阻。
24	ACT#	開漏輸出	狀態(tài)輸出，低電平有效，內(nèi)置上拉電阻。在USB主機(jī)方式下是USB設(shè)備正在連接狀態(tài)輸出；在SD卡主機(jī)方式下是SD卡SPI通訊成功狀態(tài)輸出；在內(nèi)置固件的USB設(shè)備方式下是USB設(shè)備配置完成狀態(tài)輸出。
2	RSTI	輸入	外部復(fù)位輸出，高電平有效，內(nèi)置下拉電阻。

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