USB 接口芯片CH372(或CH375 设备方式)
数码管驱动及键盘控制芯片CH452(或CH451)

概 述

演示板采用USB 总线接口芯片CH372(或CH375)、数码管驱动和键盘控制芯片CH452(或CH451)、通用的MCS51 系列单片机构成,用于演示CH372 的USB 数据通讯功能、CH452 的数码管驱动/键盘扫描功能、以及CH372 与单片机的连接、CH452 与单片机的连接等。

CH372 是CH371 的升级产品,数据缓冲区更大,传输速度更快,除此之外,CH372还支持USB产品制造商自定义厂商ID 和设备ID。CH375 包含CH372 的全部功能,所以本说明也适用CH375

CH372 或者CH375 必须在单片机或者DSP的控制下才能进行USB通讯,如果仅仅是实现一个简单的、低速的AD 模数采集、I/O 控制等,那么可以用CH341芯片,CH341可以不需要单片机和DSP 就能独立实现USB 通讯,CH341 通过异步串口、并口、兼容I2C 两线同步串口等连接外部逻辑电路。

CH451 与CH452 引脚兼容,时序基本兼容,所以本说明也基本适用于CH451芯片。除了4 线接口,CH452 芯片还支持兼容I2C的两线串口。相比之下,CH452 附加功能更多、价格更低,CH451接口速度更快、驱动能力更强。类似的芯片还有CH450(仅6个数码管+键盘扫描)、CH422(I/O 扩展或者仅4个数码管)、CH423(I/O 扩展可支持16 个数码管)等,性能比较可以参考CH451目录下ADVERT 目录中的CH451PLN.PDF 等相关文档。

演示板的原理图

原理图和PCB 请分别参考CH372SCH.PDF 文档,内有当前版本和以前版本的原理图。

图中,元器件说明如下:

在本演示板中,USB芯片的位置为DIP28插座,可以插入CH372转换板或者CH375转换板,互为代替。默认情况下只提供CH372 的SSOP20 转DIP28 转换板,如果需要可以另外提供CH375 的SOP28转DIP28 转换板。在CH372SCH.PDF 文档中有该转换板的原理图。

在本演示板中,CH452芯片的位置可以使用DIP24S 封装的CH452L或者CH451L(以前版本的演示板还提供DIP28 插座),互为代替。默认情况下,随板只提供CH452L 或者CH451L 中的一种,如果需要可以另外一种或者提供SOP28 贴片封装的CH452S 或者CH451S。

晶体X1 为标准的12MHz,误差要求小于1‰,普通的12MHz 晶体都可以满足要求;振荡电容C1、C2 的容量大小会少量影响振荡频率。如果使用CH372 转换板或者CH375 转换板,转换板中通常会自带晶体和电容。强烈建议应用电路中尽可能缩短时钟引线,减少干扰。

电容C12 的容量可以是1000pF~0.1uF,用于CH372 或CH375 内部电源节点退耦,可以降低USB传输过程中的EMI,如果要求不高也可以省去C12。

如果调试过程中使用单片机仿真器,或者演示板由P2 口或者P4 口从外部供电,那么电阻R1 可以防止在接入USB 电源时,两组电源电压不同而产生的较大的短路电流。

U4(单片机89C51 等)用于测试CH372 的USB 数据通讯功能,本例中CH372 的地址A0 由U4 的P20 驱动,CH372 的片选线CS#由U4 的P21 驱动,所以CH372 的命令口的地址可以是FDXXH(例子程序中使用地址BDF1H),数据口的地址可以是FCXXH(例子程序中使用地址BCF0H)。CH372 的INT#与单片机U4 的INT0 相连接,U4 通过CH372 的被动并行接口与CH372 进行数据交换。

如果是CH375,那么L1(发光二极管LED)用于指示CH375 的配置状态,当连接USB总线并且配置成功,CH375 的ACT#引脚将输出低电平,点亮LED。CH372 没有ACT#引脚。

跳线J2 用于选择单片机U4 的上电复位信号的来源,CH375 和CH451都具有上电复位的功能。如果需要引出28 脚封装的CH451 的RSTI(第28 脚),建议在其与VCC 或者GND 之间跨接一个几百pF的电容,以防止高频干扰。

J5 预留给支持CH375/CH372/CH374 的MCS51 单片机通过USB 进行程序下载,J5 默认是断开的,先短接J5 再通过P1 端口的USB 连接计算机,3 秒内再断开J5,即可支持USB 下载。

电阻R5 为数码管的限流电阻,阻值可以在60Ω至1KΩ之间选择,阻值为200Ω时限定段电流为13mA 左右,相应的字电流峰值为104mA;电阻R6 为按键扫描的限流电阻,阻值可以在1KΩ至10KΩ之间选择,本例中为2KΩ,如果不使用CH452 的按键扫描功能,则电阻R6 可以省去。

N1 至N8 为8 个共阴数码管,K0 至K63 为轻触按钮(部分行已被略去),各代表一个按键。

整个演示板通过普通的USB 对连线与PC 机进行通讯,并且可以由PC 机DEMO 应用程序控制其进行功能演示。该USB 对连通讯线的两个端头是一样的,一头插在演示板的P1 端口中,另一头插在PC机的任意一个USB 端口中。