例说FPGA连载23：UARTUSB外设子板设计

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例说FPGA连载23：UART/USB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。