基于FT2232H的USB-RS232转换模块设计

　　1 前言

　　USB是一种应用于PC领域的接口技术，+用于规范电脑与外部设备的连接和通讯。USB接口可支持设备的即插即用和热插拔功能，还可连接多达127种外设，如鼠标、调制解调器和键盘等。但目前还有大量外围设备和软件使用RS232串口标准，为了充分利用 USB的优势，设计USB-RS232转换器以便通过USB总线传输RS232数据。这里提出一种基于FT2-232H的USB-RS232转换模块设计方案。

　　2 USB-RS232转换器设计方案

　　可供选择的USB-RS232转换器设计方案有：利用通用的USB控制器内置的通用异步收发器(UART)在USB与RS232之间转换信号，如 CY7C68013;采用单独的USB接口收发器，如ISP1581，PDIUSBD1 1/12等。而目前应用最广泛的是采用专用的USB/RS232双向转换器，如FTDI公司的FT232BM，FT2232C，FT232R，该方案将数据收发和协议转换工作全部由转换器独立完成，无需编写器件的固件。

　　3 FT2232H简介

　　FTDI公司推出的第5代USB-to-UART/FIFO器件FT2232H支持480 Mb/s的USB 2.0高速规范，并可在各种工业标准的串行或并行接口(例如UART或FIFO)下配置，可提供两种可配置的接口，每个接口均可配置为UART、 JTAG、SPI、I2C或带独立波特率发生器的位响应模式串口。此外，还可配置为双F1245 FIFO、主机总线仿真模式、CPU接口FIFO模式或光隔离串行接口模式。

　　3.1 主要特点

　　FT2232H可提供2个支持USB 2.0高速规范且可配置的并行/串行接口;内部集成有USB协议引擎，控制通用收发宏单元接口(UTMI)可处理USB 2.0高速接口所有方面：内部集成有+1.8 V低压差(LDO)稳压器和12～480 MHz的PLL;每个接口4 KB TX和RX数据缓冲;内部有效集成整个USB协议，无需任何固件;多协议的同步连续的发动机(MPSSE)的速度可达30 Mbit/s，提供灵活的同步接口配置;当配置为RS-232/-422/-485 UART接口时，FT2232H支持数据传输率达12 Mb/s：当配置为并行FIFO接口时，数据传输率达25 Mb/s。

　　3.2 功能描述

　　FT2232H内部结构图如图1所示。FT2232H有2个独立的UART/FIFO控制器，用于控制异步数据、245 FIFO数据、光电隔离(高速串口)或在安装程序命令时控制Bit-Bang模式;USB协议引擎控制和管理UTMI PHY与FIFO之间的接口，负责电源管理和USB协议规范;双端口FIFO TX缓冲区(4KB)存储来自主机PC的数据，并通过多用途的UART，FIFO控制器使用数据;双端口FIFO RX缓冲区(4KB)存储来自多用途UART/FOFO控制器的数据，然后再将数据送至主机;复位发生器模块上电时为设备内部电路提供可靠的供电复位。 RESETn输入引脚允许外部设备重置FT2232H。如果不使用RESETn，应将其连接到VCCIO(+3.3 V);独立波特率发生器提供×16或×10的时钟信号给UART，通过1个14位比例因子和4个寄存位提供最佳的波特率调谐，决定UART可编程设置的波特率;+1.8 VLDO稳压器为系统核心，为USB收发器模块提供+1.8 V电压，其输入(VREGIN)必须接+3.3 v外接电源。VREGIN还需外接一只滤波电容器：通用收发器宏单元接口(UTMI)物理层为USBTX/RX数据提供全速/高速SERDES (serialise-deserialise劝能，还可提供时钟;当不使用外部E2PROM时，FT2232H默认为一个USB到双串口设备，添加一个外部93C46(93C56或93C66)E2PROM使每个器件的通道独立配置为一个串行UART(RS232)模式，并行FIFO(245)模式或高速串口(光电隔离)。外部E2PROM也可用于存储FT223-2H的USB VID，PID，设备驱动号和设备说明文字。