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Teilenummer | CH374 |
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Beschreibung | USB bus interface chip | |
Hersteller | ETC | |
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Gesamt 13 Seiten CH374 中文手册(一)
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USB 总线接口芯片 CH374
中文手册(一)
版本:2A
http://wch.cn
1、概述
CH374 是一个 USB 总线的通用接口芯片,支持 USB-HOST 主机方式和 USB-DEVICE/SLAVE 设备方式,
内置 3 端口 HUB 根集线器,支持低速和全速的控制传输、批量传输、中断传输以及同步/等时传输。
在本地端,CH374 具有 8 位数据总线和读、写、片选控制线以及中断输出,可以方便地挂接到单片机
/DSP/MCU/MPU 等控制器的系统总线上。除此之外,CH374 还提供了节约 I/O 引脚的 SPI 串行通讯方式,
通过 3 线或者 4 线 SPI 串行接口以及中断输出与单片机/DSP/MCU/MPU 等相连接。
本地端
控制器
单片机
DSP
MCU
MPU
等
D [7-0]
INT#
CS#
A0
RD#
WR#
CH374
接口芯片
并行接口
计算机或
USB 设备
UD+
例如:
UD- USB 打印机
U 盘/闪存盘
USB 摄像头
USB 键盘等
本地端
控制器
单片机
DSP
MCU
MPU
等
INT#
SCS#
CH374
接口芯片
SPI 接口
SCK
SDO ( CH374-SDI )
SDI ( CH374-SDO )
UD+ 计算机或
UD- USB 设备
例如:
USB 打印机
U 盘/闪存盘
USB 摄像头
USB 键盘等
2、特点
● 支持 1.5Mbps 低速和 12Mbps 全速 USB 通讯,兼容 USB V2.0,外围元器件只需要晶体和电容。
● 支持 USB-HOST 主机接口和 USB-DEVICE 设备接口,支持动态切换主机方式与设备方式。
● CH374U 芯片内置 3 端口 USB 根集线器 ROOT-HUB,可以同时连接和管理 3 个 USB 设备。
● 支持常用的低速和全速 USB 设备的控制传输、批量传输、中断传输、同步/等时传输。
● 自动检测低速和全速 USB 设备的连接和断开,提供设备连接和断开的中断通知。
● 内置 USB 信号线的阻抗匹配串联电阻、USB 设备端的上拉电阻、USB 主机端的下拉电阻。
● 可选两种单片机接口:6MB 速度的 8 位被动并行接口和 3.5MB/28MHz 速度的 SPI 串行接口。
● 并行接口包含 8 位数据总线,1 位地址,3 线控制:片选输入、写选通以及可选的读选通。
● 并行接口只占用两个地址位:索引地址口和数据口,读写数据口后内部索引地址自动递增。
● SPI 串行接口包含 SPI 片选、串行时钟、串行输入和输出,并且 SPI 输出与输入可以并联。
CH374 中文手册(一)
6
0BH
0CH
0CH 位 7
0CH 位 6
0CH 位 5
0CH 位 4
0CH 位 3
至
0CH 位 0
0DH
0DH 位 7
0DH 位 6
0DH 位 5
0DH 位 4
0DH 位 3
至
0DH 位 0
0EH
0EH 位 7
0EH 位 6
0EH 位 5
0EH 位 4
0EH 位 3
0EH 位 2
0EH 位 1
0EH 位 0
0DH
0DH 位 7
至
0DH 位 4
0DH 位 3
至
0DH 位 0
0EH
0EH 位 7
0EH 位 6
0EH 位 5
0EH 位 4
REG_USB_LENGTH
REG_USB_ENDP0
BIT_EP0_RECV_TOG
BIT_EP0_TRAN_TOG
BIT_EP0_RECV_RESP
BIT_EP0_TRAN_RESP
REG_USB_ENDP1
BIT_EP1_RECV_TOG
BIT_EP1_TRAN_TOG
BIT_EP1_RECV_RESP
BIT_EP1_TRAN_RESP
REG_USB_ENDP2
BIT_EP2_RECV_TOG
BIT_EP2_TRAN_TOG
BIT_EP2_RECV_RESP
保留
保留
BIT_EP2_TRAN_RESP
REG_USB_H_TOKEN
BIT_HOST_PID_TOKEN
BIT_HOST_PID_ENDP
REG_USB_H_CTRL
BIT_HOST_RECV_TOG
BIT_HOST_TRAN_TOG
保留
BIT_HOST_RECV_ISO
USB 长度寄存器,只读/只写,
读为当前 USB 传输的接收长度,
在设备方式下,写为 USB 端点 2 发送长度,
在主机方式下,写为 USB 主机发送长度
在设备方式下,USB 端点 0 控制寄存器
端点 0 接收同步标志:0=DATA0;1=DATA1
端点 0 发送同步标志:0=DATA0;1=DATA1
端点 0 接收响应(对 OUT 事务):
00=应答 ACK;01=禁用;
10=应答 NAK;11=应答 STALL
端点 0 发送响应(对 IN 事务):
0000 至 1000=应答数据长度 0 至 8;
1110=应答 NAK;1111=应答 STALL;
其它值=禁用
在设备方式下,USB 端点 1 控制寄存器
端点 1 接收同步标志:0=DATA0;1=DATA1
端点 1 发送同步标志:0=DATA0;1=DATA1
端点 1 接收响应(对 OUT 事务):
00=应答 ACK;01=禁用;
10=应答 NAK;11=应答 STALL
端点 1 发送响应(对 IN 事务):
0000 至 1000=应答数据长度 0 至 8;
1110=应答 NAK;1111=应答 STALL;
其它值=禁用
在设备方式下,USB 端点 2 控制寄存器
端点 2 接收同步标志:0=DATA0;1=DATA1
端点 2 发送同步标志:0=DATA0;1=DATA1
端点 2 接收响应(对 OUT 事务):
00=应答 ACK;01=同步/等时传输;
10=应答 NAK;11=应答 STALL
读出的数据无意义且必须写 0
读出的数据无意义且必须写 0
端点 2 发送响应(对 IN 事务):
00=应答 DATA0/DATA1;01=同步/等时传输;
10=应答 NAK;11=应答 STALL
在主机方式下,USB 主机令牌寄存器
指定事务/令牌 PID:
1101=SETUP 事务;0001=OUT 事务;
1001=IN 事务;0101=SOF 包;其它值=禁用。
注:SOF 包完成后无中断,可查询 SIE 状态
指定被操作的目的端点号:
0000 至 1111=端点号 0 至 15
在主机方式下,USB 主机控制寄存器
主机接收同步标志:0=DATA0;1=DATA1
主机发送同步标志:0=DATA0;1=DATA1
读出的数据无意义且必须写 0
主机接收的传输类型:
0=控制/批量/中断传输;1=同步/等时传输
XXXXXXXX
00000000
0
0
00
0000
========
=
=
=
====
00000000
0
0
00
0/?
0/?
00
========
====
====
00000000
0
0
0/?
0
6 Page CH374 中文手册(一)
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8、应用
8.1. 并口方式(下图)
这是 CH374 的并口连接电路。图中 CH374 芯片的 VCC 电源是 5V 电压。
电容 C3 用于 CH374 内部电源节点退耦,C3 是容量为 4700pF 到 0.02μF 的独石或者高频瓷片电
容。电容 C4 用于外部电源退耦,C4 是容量为 0.1μF 的独石或高频瓷片电容。
晶体 X1、电容 C1 和 C2 用于 CH374 的时钟振荡电路。USB-HOST 主机方式要求时钟频率比较准确,
X1 的频率是 24MHz±0.4‰,参考手册(二)中的设置,X1 的频率也可以选用 12MHz。C1 和 C2 是容
量约为 22pF 的独石或高频瓷片电容。电容 C5 是可选的,仅用于延长电源上电时 CH374 芯片的复位时
间,一般的应用电路中可以省去 C5,或者也可以由单片机的普通 I/O 引脚控制 CH374 复位。
建议在设计印刷线路板 PCB 时,退耦电容 C3 和 C4 尽量靠近 CH374 的相连引脚;使 D+和 D-信号
线贴近平行布线,尽量在两侧提供地线或者覆铜,减少来自外界的信号干扰;尽量缩短 XI 和 XO 引脚
相关信号线的长度,为了减少高频时钟对外界的干扰,可以在相关元器件周边环绕地线或者覆铜。
电阻 R2 和电容 C7 通常用于在 USB-HOST 应用中限制 USB 设备刚连接时的峰值电流,电阻 R2 可
以用限流电阻或者电感代替。UEN 引脚可以通过 2KΩ电阻连接到 USB 电源,用于在 USB 设备失去工作
电源时关闭 USB 信号输出。发光管 L1 及限流电阻 R1 是可选的,用于状态指示。
CH374 还为单片机系统提供了以下辅助信号:RST 和 RST#引脚可以用于为单片机提供上电复位和
看门狗复位信号;CKO 引脚可以用于为单片机提供频率可动态编程的时钟信号;SLP 引脚可以用于为
单片机或者其它外设提供睡眠断电后的自动唤醒控制。
如果不连接中断请求输出引脚 INT#,那么单片机程序也可以通过查询中断标志寄存器代替。
CH374 芯片具有通用的被动并行接口,通过 D0-D7、A0、-RD、-WR、-CS 和-INT 信号,可以直接
连接多种单片机、DSP、MCU、CPU 等。
8.2. SPI 串口方式(下图)
如果 CH374 芯片的 RD#引脚和 WR#引脚为低电平(接地)并且 CS#引脚为高电平(接正电源),那
么 CH374 将工作于 SPI 串口方式。在 SPI 串口方式下,CH374 只需要与单片机/DSP/MCU 连接 5 个信号
线:SCS#引脚、SCK 引脚、SDI 引脚和 SDO 引脚以及 INT#引脚,其它引脚都可以悬空。
为了节约引脚,INT#引脚可以不连接,而代之以查询中断标志寄存器,但是查询效率较低。
为了节约引脚,CH374 的 SDO 输出引脚可以在串接 330Ω的电阻 R4 后并联到 SDI 引脚上,再与
单片机的 SDI 和 SDO 连接,当然,单片机的 SDO 引脚必须也是三态输出或者是可以关闭输出的。
SPI 串口方式除了连接线比并口方式较少之外,其它外围电路与并口方式基本相同。在软件编程
方面,除了硬件抽象层的接口子程序不同之外,所有功能性的程序基本相同。
CH374 的 SPI 串口方式为 I/O 引脚有限的单片机或者没有并口总线的单片机提供了进行 USB 通讯
和控制 USB 设备的低成本接口方式。
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Teilenummer | Beschreibung | Hersteller |
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CH374 | USB bus interface chip | ETC |
CH374 | USB bus interface chip | ETC |
CH375 | USB Bus Interface Chip | ETC |
CH376 | file manage control chip | ETC |
Teilenummer | Beschreibung | Hersteller |
CD40175BC | Hex D-Type Flip-Flop / Quad D-Type Flip-Flop. |
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KTD1146 | EPITAXIAL PLANAR NPN TRANSISTOR. |
KEC |
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