FTDI FT905/6/7/8嵌入式微控制器：高集成度與低功耗的完美結合

在嵌入式系統(tǒng)設計領域，尋找一款性能卓越、功能豐富且功耗較低的微控制器是眾多工程師的追求。FTDI的FT905/6/7/8系列嵌入式微控制器便是這樣一款值得關注的產品。下面，我們就來深入了解一下這款微控制器的特點、功能以及應用場景。

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一、產品概述

FT90x系列包含F(xiàn)T905、FT906、FT907和FT908這幾款32位RISC微控制器，專為嵌入式應用設計，具有高度集成和低功耗的特點。它采用高性能、低功耗的32位FT32core處理器，運行頻率可達100MHz，同時具備多種強大的外設接口，能滿足不同應用場景的需求。

二、產品特性

1. 存儲與處理能力

• 內存配置：擁有256kB的片上Flash內存和256kB的片上影子程序內存，以及64kB的片上數(shù)據內存。Flash內存支持高達80MHz的串行時鐘，系統(tǒng)上電后會自動將Flash內存中的內容復制到CPU程序內存中。
• 處理器性能：FT32核心處理器運行頻率最高可達100MHz，能提供高達3.1 DMIPS/MHz的性能，且具有真正的零等待狀態(tài)（0WS）。

2. 通信接口

• USB接口：集成了一個USB2.0 EHCI兼容主機控制器和一個USB2.0外設控制器。主機控制器支持高速（480Mbit/s）、全速（12Mbit/s）和低速（1.5Mbit/s）數(shù)據傳輸，支持等時、中斷、控制和批量傳輸，還支持USB電池充電規(guī)范Rev 1.2；外設控制器支持高速（480Mbit/s）和全速（12Mbit/s）數(shù)據傳輸，具備電池充電器檢測（BCD）功能。
• 以太網接口：FT905和FT906支持10/100Mbps以太網，符合IEEE 802.3/802.3u標準，具備全雙工和半雙工模式，支持CSMA/CD協(xié)議和IEEE802.3x流控制，可編程MAC地址，支持CRC-32算法進行FCS計算。
• CAN總線接口：FT905和FT907配備兩個CAN控制器，支持CAN協(xié)議2.0的A和B部分，數(shù)據速率最高可達1Mbit/s，支持標準（11位標識符）和擴展（29位標識符）幀，具備硬件消息過濾功能。
• SPI接口：包含一個SPI主控制器和一個SPI從控制器。主控制器支持單/雙/四模式數(shù)據傳輸，時鐘速率最高可達25MHz；從控制器支持單數(shù)據傳輸，時鐘頻率為25MHz。
• I2C接口：支持I2C總線接口，可配置為主模式或從模式，支持標準/快速/快速加/高速模式數(shù)據傳輸，最大數(shù)據傳輸速率可達3.4Mbit/s，支持時鐘拉伸。
• UART接口：UART接口可配置為一個全可編程UART0或兩個簡單的UART0和UART1，具備CTS/RTS控制功能，最大數(shù)據速率可達8Mbit/s。

3. 其他特性

• 實時時鐘（RTC）：由32.768 kHz振蕩器提供時鐘，使用內部調節(jié)器供電，可針對特定日期/時間設置生成警報中斷，硬件復位不影響RTC計數(shù)器。
• 調試接口：支持單線調試器接口，可通過單線半雙工串行鏈路訪問內存映射地址空間，支持調試命令讀寫操作、CHIP ID讀取、校驗和檢查以及CPU軟件調試等功能。
• 定時器和看門狗：擁有四個16位用戶定時器和一個32位看門狗定時器。用戶定時器可進行預縮放，支持單觸發(fā)和連續(xù)計數(shù)模式；看門狗定時器由主時鐘控制，啟動和初始化后不能停止，只能通過寫入寄存器清除。
• PWM功能：支持7個獨立的PWM輸出通道，所有通道共享一個8位預縮放器。PWM通道0和1可作為立體聲11 kHz或22 kHz PCM音頻通道，支持PCM FIFO管理和音量控制。
• ADC和DAC：具備4個10位ADC輸入通道，最大采樣頻率可達1MSPS；擁有兩個10位DAC輸出通道，最大轉換速率為1MHz。
• GPIO接口：提供多達42個可配置的輸入/輸出引腳，所有引腳具有多種功能，可通過GPIO寄存器進行控制。默認情況下，除GPIO0/1/2外，所有GPIO引腳為輸入狀態(tài)，并啟用下拉電阻。

三、產品應用

FT90x系列微控制器適用于多種應用場景，包括但不限于：

• 家庭自動化：如家庭安全系統(tǒng)、CCTV監(jiān)控、智能家居設備等。
• 工業(yè)自動化：可用于工業(yè)控制、儀器儀表、電機驅動等領域。
• 嵌入式音頻應用：憑借其PWM通道的音頻輸出功能，可應用于音頻播放設備。
• 醫(yī)療設備：在一些對性能和功耗有要求的醫(yī)療儀器中發(fā)揮作用。

四、引腳說明與封裝

1. 引腳說明

文檔詳細介紹了FT905在QFN-76和LQFP-80兩種封裝下的引腳配置及功能。不同引腳具有不同的功能，如CAN總線收發(fā)、SPI通信、I2C通信、UART通信、PWM輸出、ADC輸入、DAC輸出等。在設計電路時，需要根據具體需求合理使用這些引腳。

2. 封裝形式

FT90x系列提供兩種封裝形式：QFN-76和LQFP-80。QFN-76封裝尺寸為9mm x 9mm x 0.9mm，引腳間距為0.4mm；LQFP-80封裝尺寸為10mm x 10mm x 1.40mm，引腳間距也為0.4mm。兩種封裝均符合RoHS標準。

五、電氣特性與應用信息

1. 電氣特性

文檔給出了FT90x系列的絕對最大額定值、直流特性和交流特性。絕對最大額定值規(guī)定了器件的工作極限，如存儲溫度范圍為-65°C至+150°C，環(huán)境溫度范圍為-40°C至+85°C等。直流特性包括各種電源電壓、電流以及I/O引腳的電氣參數(shù)；交流特性則涉及系統(tǒng)時鐘、RTC時鐘、USB接口、以太網接口等的動態(tài)特性。

2. 應用信息

• 晶體振蕩器：可使用12MHz晶體或12MHz方波時鐘作為時鐘源，通過外部晶體連接XI/CLKIN和XIO引腳，或直接將外部時鐘輸入連接到XI/CLKIN引腳。
• RTC振蕩器：使用32.768 kHz晶體或32.768 kHz方波時鐘作為時鐘源，通過外部晶體連接RTC_XI/RTC_CLKIN和RTC_XIO引腳，或直接將外部時鐘輸入連接到RTC_XI/RTC_CLKIN引腳。
• 標準I/O引腳配置：標準I/O引腳具有多種配置模式，如輸出驅動使能、輸出驅動能力控制、輸出擺率控制、開漏輸出、上拉輸入、下拉輸入、保持輸入和施密特觸發(fā)輸入等。默認配置為除GPIO 0/1/2外的輸入并啟用下拉電阻，所有I/O引腳都有ESD保護。
• USB2.0接口：FT90x系列支持一個USB2.0主機端口和一個USB2.0設備端口，系統(tǒng)需為USB2.0外設/主機控制器提供I/O電源（+3.3V）和核心電源（+1.2V），內部帶隙通過外部參考電阻獲取參考電壓。
• 以太網接口：通過差分對引腳（TXON & TXOP、RXIN & RXIP）連接10/100 Mb/s以太網端口，需通過1:1磁變壓器和RJ-45進行連接，系統(tǒng)需為VETH3V3提供+3.3V電源，內部調節(jié)器會在VOUT2產生+1.2V輸出。

六、總結

FTDI的FT905/6/7/8系列嵌入式微控制器以其高性能、低功耗、豐富的外設接口和廣泛的應用場景，為嵌入式系統(tǒng)設計提供了一個優(yōu)秀的解決方案。無論是在家庭自動化、工業(yè)控制還是其他領域，這款微控制器都能展現(xiàn)出其強大的功能和可靠性。在實際應用中，工程師需要根據具體需求合理選擇型號和封裝，同時注意電氣特性和應用信息，以確保系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。你在使用這款微控制器的過程中遇到過哪些問題呢？歡迎在評論區(qū)分享你的經驗和見解。