摘　 要： ft245bm芯片是ftdi(future technology devices intl. ltd)公司生产的一种usb接口芯片，支持usb协议与并行i/o协议之间的转换，文中主要介绍了ft245bm芯片的内部结构、功能、工作原理，以及基于ft245bm芯片的硬件接口设计及软件编程。
　　关键字：ft245bm；usb


概要
　　通用串行总线usb（universal serial bus）由于具有数据传输速率高、易于使用、支持热插拔等特点，越来越成为一种流行的计算机通信接口。ft245bm芯片是由ftdi(future technology devices intl. ltd)公司推出的第二代usb接口芯片，与其他usb芯片相比，应用ft245bm芯片进行usb外设开发，只需熟悉单片机（mcu）编程及简单的vc或vb 编程，而无需考虑固件设计以及驱动程序的编写，从而能大大缩短usb外设产品的开发周期。此外，ft245bm支持usb1.1及usb2.0规范，数据传输速度可达到1m byte/s。因此，ft245bm是开发usb外设所需接口芯片的极佳选择。

ft245bm的结构与功能
　　ft245bm芯片是一种32脚，lqfp封装的芯片，管脚定义如下：
　　d[0-7]（25，24，23，22，21，20，19，18）：双向数据信号线；
　　rd#（16）：读信号；
　　wr（15）：写信号；
　　txe#（14）： fifo发送缓冲区空标志信号；
　　rxf#（12）： fifo接收缓冲区非空标志信号；
　　usbdp（7），usbdm（8）：usb数据信号正端，usb数据信号负端；
　　eecs（32），eesk（1），eedata（2）：eeprom片选线，时钟线，数据线；
　　pwren（10）：电源使能信号；
　　si/mu（11）：立即发送或唤醒信号；
　　reset（4）：复位信号；
　　rstout（5）：内部复位生成器的输出信号；
　　xtin（27），xtout（28）：时钟输入信号，输出信号；
　　test（31）：测试信号；
　　3v3out（6）：3.3v输出信号；
　　vcc（3，26），vccio（13），avcc（30）：芯片电源，控制引脚电源，内部模拟电源；
　　gnd（9，17），agnd（29）：芯片地，内部模拟地。
　　芯片内部由3.3v稳压器，usb收发器，锁相环，串行接口引擎(sie)，fifo控制器，usb协议引擎，fifo接收缓冲区，发送缓冲区以及6m振荡器，8倍频时钟倍频器等组成。
　　ft245bm芯片可实现usb接口与并行i/o接口之间数据的双向转换。一方面，当usb收发器从主机接收usb串行数据后，由串行接口引擎将数据转换成并行数据，存储在fifo接收缓冲区， fifo控制器检测到读信号rd为低，就把接收缓冲区的数据送到并行数据线d0-d7上；另一方面当fifo控制器检测到写信号wr为高时，就从数据线d0-d7上读取并行数据，存储在fifo发送缓冲区，并行数据经串行接口引擎转换成usb串行数据，再通过usb收发器传送到主机。可见ft245bm芯片自身就可完成数据转换，而不需要设计者考虑硬件设计。其内部结构功能如图1。

图1　ft245bm芯片功能框图（略）

硬件接口设计
　　接口电路原理图见图2。
　　设计采用usb总线供电，图2中ft245bm与一片mcu相连，mcu的一个8位端口用来传输数据，另外一个端口用来控制和产生ft245bm需要的4根握手信号线，即rxf#、txe#、rd#、wr。txe#为低，表示当前fifo发送缓冲区空，这时wr脉冲由高变低就将数据线d0-d7上数据写入fifo发送缓冲区中；当txe#变高时，表示当前fifo发送缓冲区满或者正在存储上一个字节，禁止向发送缓冲区中写数据。rxf#为低，表示当前fifo接收缓冲区有数据，这时rd#脉冲由低变高，将从fifo接收缓冲区中读取数据；读信号rd#为低时，把数据读到数据线d0...d7上；当rxf#为高时，禁止从fifo接收缓冲区读数据。读写时序见图3与图4。

图2　硬件设计原理（略）

　　图2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。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　读数据时序（略）

图4　写数据时序（略）

　　设计时需在usb接口的电源端连接一个磁珠，以减少设备的噪声和usb电缆辐射对主机产生的电磁干扰；电源端增加了去耦和旁路电容，以提高电路的抗干扰性能。还需注意的是，电路中rstout#用来提供上电复位mcu。如果mcu本身有复位逻辑，那么通常就不需使用rstout#来复位设备，这部分连接与47k下拉电阻就能省略。

软件设计
　　当外设连到主机usb接口时，主机会检测到新硬件，这时需要安装一个可从ftdi公司的网站上免费下载的虚拟串口（vcp）驱动程序，该驱动程序适用于windows98/2000/me/xp等不同操作系统。