USB 芯片CH374的评估板说明及应用参考

概 述

CH374 评估板包括两种:CH374S 评估板(单USB 端口,主机与设备复用)、CH374U评估板(共三个USB 端口,三个主机端口与一个设备端口复用,支持内置的3端口USB根集线器Root-HUB)。本文只介绍CH374S 评估板,有关CH374U 评估板的信息请联系本公司技术人员。

CH374 评估板本身没有单片机,只是USB 总线接口芯片CH374S 外加一些辅助元器件,对外预留了8 位并口、SPI 串口以及电源端口等,用于连接其它单片机主板,并由单片机主板控制CH374 进行功能评估。

在单片机的控制下,可以用于演示CH374 的USB-HOST主机接口功能和USB设备接口功能。可以读写U 盘(闪盘、USB闪存盘、USB 外置硬盘、USB 读卡器等);可以作为USB设备与计算机相连接,例如自行设计的专用U 盘等;通过相关程序,还可以操作其它USB设备,例如USB打印机、USB 摄像头、USB 键盘、USB 鼠标等,或者与另一块CH37X 评估板进行对连,互传数据。

本文中涉及MCS51 单片机的大多数实验和例子程序都是在CH375 评估板上进行的,原则上,应该使用排线等将CH374评估板连接到CH375 评估板的对外端口P6。只不过,由于CH374S 芯片的引脚基本兼容CH375 芯片,所以只需要将CH375评估板上的CH375 换成CH374即可进行CH374 芯片的功能评估,而并不需要通过P6 端口连接CH374 评估板。实际上,简单的做法就是将CH375 的DIP28 转换板换成CH374S 的DIP28 转换板(或者换成CH374T 的SSOP20 转DIP28转换板),采用CH374 的DIP28转换板与通过P6 端口外接CH374 评估板的唯一区别就是I/O 地址不同。有关CH375 评估板的硬件请参考CH375 评估板的资料CH375EVT.PDF,网上的压缩文件是CH375EVT.ZIP。

评估板的硬件

评估板的原理图和PCB 请参考CH374SCH.PDF 文档。下面是元器件说明。

评估板中的主要器件U1 是USB主机和设备双用接口芯片CH374,由于该评估板也可以用于CH375芯片,所以图中可能会同时标出CH375 的有关信号。

晶体X1 为标准24MHz,USB 主机比USB设备要求更高的频率精确度,X1 的误差要求小于0.4‰,普通的24MHz 晶体基本上可以满足要求,另外,振荡电容C1、C2 的容量也会少量影响振荡频率。强烈建议缩短相关引线的长度,以减少干扰。CH374 也支持12MHz 晶体,但需修改程序。

电容C3 用于向CH374 提供额外的上电复位,容量为0.01uF 到1uF,电容C3 是可选器件。电容C4 用于内部电源节点退耦从而降低USB 传输过程中的EMI,容量为4700pF 到0.1uF,可以选用普通的103 贴片电容0.01uF。如果实际产品电路中有μP监控电路,那么应该为CH374 和单片机提供同一个复位信号,并且去掉C3。

P4 是USB 端口,既可以用于USB HOST主机方式,也可以用于USB DEVICE设备方式,电阻R1用于限制输出给外部USB设备的电流,避免在U 盘等USB设备刚插入时造成电源电压的短时间下降,甚至引起CH374或者单片机非正常复位或者内部RAM 数据错误。如果是USB 外置硬盘,那么应该将电阻R1 换成直流电阻较小的电感,或者另外用一组5V 电源直接提供更大的工作电流(500mA 以上)给外置硬盘。另外,USB-HOST 插座的电源退耦电容C9的容量不能太小,容量大些(应该大于100μF)可以减少在USB 设备刚插入时的电源电压的波动。

P1 是8 位并口的信号端口,用于连接单片机的并口,并由外部对本评估板提供5V 电源,外部也可以向RSTI引脚提供可选的硬件复位信号。并口的必要信号包括D0-D7、A0、RD#、WR#、CS#以及GND,而INT#是可选的。注意,应该尽量缩短本评估板与单片机之间的信号线的长度,最长不能超过15cm,否则需要使用一个信号间隔一个地线的专用排线。使用长线做临时实验可以降低CH374 工作电压。

P2 是SPI 串口的信号端口,用于连接单片机的SPI 接口,并由外部对本评估板提供5V 电源,外部也可以向RSTI 引脚提供可选的硬件复位信号。SPI的必要信号包括SS#、SCK、SDI、SDO 以及GND,而INT#是可选的。注意,应该尽量缩短本评估板与单片机之间的信号线的长度,最长不能超过15cm,否则需要使用一个信号间隔一个地线的专用排线。