通用串行總線USB（Universal Serial Bus）由于具有數據傳輸速率高、易于使用、支持熱插拔等特點，越來越成為一種流行的計算機通信接口。FT245BM芯片是由FTDI(Future Technology Devices Intl. Ltd)公司推出的第二代USB接口芯片，與其他USB芯片相比，應用FT245BM芯片進行USB外設開發，只需熟悉單片機（MCU）編程及簡單的VC或VB 編程，而無需考慮固件設計以及驅動程序的編寫，從而能大大縮短USB外設產品的開發周期。此外，FT245BM支持USB1.1及USB2.0規范，數據傳輸速度可達到1M byte/s。因此，FT245BM是開發USB外設所需接口芯片的極佳選擇。

FT245BM的結構與功能

FT245BM芯片是一種32腳，LQFP封裝的芯片，管腳定義如下：

D[0-7]（25，24，23，22，21，20，19，18）：雙向數據信號線；

RD#（16）：讀信號；

WR（15）：寫信號；

TXE#（14）： FIFO發送緩沖區空標志信號；

RXF#（12）： FIFO接收緩沖區非空標志信號；

USBDP（7），USBDM（8）：USB數據信號正端，USB數據信號負端；

EECS（32），EESK（1），EEDATA（2）：EEPROM片選線，時鐘線，數據線；

PWREN（10）：電源使能信號；

SI/MU（11）：立即發送或喚醒信號；

RESET（4）：復位信號；

RSTOUT（5）：內部復位生成器的輸出信號； XTIN（27），XTOUT（28）：時鐘輸入信號，輸出信號；

TEST（31）：測試信號；

3V3OUT（6）：3.3V輸出信號；

VCC（3，26），VCCIO（13），AVCC（30）：芯片電源，控制引腳電源，內部模擬電源；

GND（9，17），AGND（29）：芯片地，內部模擬地。

芯片內部由3.3V穩壓器，USB收發器，鎖相環，串行接口引擎(SIE)，FIFO控制器，USB協議引擎，FIFO接收緩沖區，發送緩沖區以及6M振蕩器，8倍頻時鐘倍頻器等組成。

FT245BM芯片可實現USB接口與并行I/O接口之間數據的雙向轉換。一方面，當USB收發器從主機接收USB串行數據后，由串行接口引擎將數據轉換成并行數據，存儲在FIFO接收緩沖區， FIFO控制器檢測到讀信號RD為低，就把接收緩沖區的數據送到并行數據線D0-D7上；另一方面當FIFO控制器檢測到寫信號WR為高時，就從數據線D0-D7上讀取并行數據，存儲在FIFO發送緩沖區，并行數據經串行接口引擎轉換成USB串行數據，再通過USB收發器傳送到主機。可見FT245BM芯片自身就可完成數據轉換，而不需要設計者考慮硬件設計。其內部結構功能如圖1。

圖1　FT245BM芯片功能框圖

硬件接口設計

接口電路原理圖見圖2。

設計采用USB總線供電，圖2中FT245BM與一片MCU相連，MCU的一個8位端口用來傳輸數據，另外一個端口用來控制和產生FT245BM需要的4根握手信號線，即RXF#、TXE#、RD#、WR。TXE#為低，表示當前FIFO發送緩沖區空，這時WR脈沖由高變低就將數據線D0-D7上數據寫入FIFO發送緩沖區中；當TXE#變高時，表示當前FIFO發送緩沖區滿或者正在存儲上一個字節，禁止向發送緩沖區中寫數據。RXF#為低，表示當前FIFO接收緩沖區有數據，這時RD#脈沖由低變高，將從FIFO接收緩沖區中讀取數據；讀信號RD#為低時，把數據讀到數據線D0...D7上；當RXF#為高時，禁止從FIFO接收緩沖區讀數據。讀寫時序見圖3與圖4。

圖2　硬件設計原理

圖2中的93C46（93C56或93C66）是一片EEPROM，用于存儲產品的VID、PID、設備序列號及一些說明性文字等。該EEPROM是可選的，若沒有EEPROM，FT245BM將使用默認的VID、PID、產品描述符和電源描述符，并且沒有設備的序列號。

設計時需在USB接口的電源端連接一個磁珠，以減少設備的噪聲和USB電纜輻射對主機產生的電磁干擾；電源端增加了去耦和旁路電容，以提高電路的抗干擾性能。還需注意的是，電路中RSTOUT#用來提供上電復位MCU。如果MCU本身有復位邏輯，那么通常就不需使用RSTOUT#來復位設備，這部分連接與47K下拉電阻就能省略。

軟件設計

當外設連到主機USB接口時，主機會檢測到新硬件，這時需要安裝一個可從FTDI公司的網站上免費下載的虛擬串口（VCP）驅動程序，該驅動程序適用于WINDOWS98/2000/ME/XP等不同操作系統。設計者需要完成的是，編寫一個針對虛擬串口通信的應用程序，把虛擬串口（VCP）當作一個標準的串口去訪問。

設計的軟件部分可使用VB或VC語言中提供的串口通信MSComm控件進行應用程序編寫，下面我們以VC語言為例介紹如何編寫應用程序，主要介紹MSComm控件的設置及串口消息事件MSComm.CommEvent響應函數的編寫。

1）MSComm控件設置：編程時通常把虛擬串口設置為COM3，即將MSComm.SetCommPort置為3， MSComm.SetSettings置為"9600，n，8，1"（該速率為默認設置，實際上VCP驅動程序總是使數據以最快速率傳輸）；通過MSComm.SetPortOpen設置COM3的開關狀態；通過MSComm.SetInput和MSComm.SetOutput讀入或輸出數據。在讀取數據時，設置MSComm.Rthreshold的值為1。

2）有數據傳到PC機時，就立即觸發串口消息事件MSComm.CommEvent，自動讀取COM3的數據。下面是本文作者編寫的應用程序，處理這個串口消息事件的OnComm函數，其完成的是從串口接收數據并顯示在一個編輯框中。

發送數據則可自動發送或者手動發送，這由用戶根據具體情況自己設定。

void CAaDlg::OnComm()
{
VARIANT variant_inp;
COleSafeArray safearray_inp;
LONG len,k;
BYTE rxdata[2048]; //設置BYTE數組 An 8-bit integerthat is not signed.
CString strtemp;
if(MSComm.GetCommEvent()==2)； //事件值為2表示接收緩沖區內有字符
{ / /以下可以根據通信協議加入處理代碼
variant_inp= MSComm.GetInput(); //讀緩沖區
safearray_inp=variant_inp; //VARIANT型變量轉換為ColeSafeArray型變量
len=safearray_inp.GetOneDimSize(); //得到有效數據長度
for(k=0;ksafearray_inp.GetElement(&k,rxdata+k);

//轉換為BYTE型數組
for(k=0;k{
BYTE bt=*(char*)(rxdata+k); //字符型
strtemp.Format("%c",bt); //將字符送入臨時變量strtemp存放
m_redit+=strtemp; //加入接收編輯框對應字符串 }
}
UpdateData(FALSE); //更新編輯框內容
}

結論

上述接口設計的硬件與軟件部分作者均已調試通過，成功的實現了外設與計算機的USB接口通信。FT245BM成本不高，使用靈活方便，開發周期短，設計者即可用于工程實踐，如USB接口的工業控制，也可用于產品開發，如數碼相機的USB接口等。