Пятипортовый USB-хаб с двумя интегрированными RS-232

Автор: Aheir
Опубликовано 08.10.2007

Если среди читателей двух предыдущих статей (USB 1.1 хаб. Light - версия и USB - RS-232 преобразователи ) нашлись желающие каким-либо образом использовать описанные микросхемы, возможно, для них будет также интересно еще одно решение от Texas Instruments, а именно - пятипортовый USB-хаб с двумя интегрированными последовательными портами TUSB5052.

Микросхема выпускается в 100-выводном LQFP корпусе с шагом выводов 0.5мм и является, по аналогии с TUSB3410, микроконтроллером. Хотя нет, не совсем так: можно сказать, что это хаб, внутреннюю шину данных которого разделяют вычислительное 8052-совместимое ядро МК (со своими портами ввода-вывода и даже парой таймеров) и два преобразователя USB - RS-232.

Для работы микросхеме необходим кварцевый резонатор на 6 Мгц или иной источник тактовой частоты (подключается к выводам Х1 и Х2). Выводы 1-26 относятся к USB-хабу и их функциональное назначение можно посмотреть в соответствующей статье, выводы 77-94 – два последовательных порта вперемешку с выводами питания. Имеется также достаточное число линий ввода-вывода (обозначаются стандартно – Px.x) общего назначения, а также прямые и инверсные специализированные линии ввода GPIx и вывода GPOx. Естественно, что доступ к управлению этими портами можно получить при соответствующем программировании микросхемы. В простейшем случае выводы TESTx должны быть подтянуты к напряжению питания Vcc (они определяют некоторые режимы работы встроенного МК), а вход TRST оставлен неподключенным. Назначение выводов LED-x меняется в зависимости от текущей конфигурации микросхемы. Назначение остальных выводов частично можно узнать из статьи о TUSB3410, а наиболее полное описание содержится, естественно, в даташите. Отмечу, что для питания микросхемы требуется два напряжения: Vсс = 3.3В и Vссs = 5В, что при условии питания от USB опять приводит нас к необходимости использования LDO стабилизатора. По аналогии с TUSB3410 микросхема имеет интерфейс I2C для подключения внешней EEPROM памяти, в которой может храниться прошивка.

Для сброса микросхемы при подаче питания я применил обычную RC-цепочку, аппаратное конфигурирование хаба заключается в подаче напряжения 3.3В на входы токовой защиты OVCRx, статусные выходы и микросхему EEPROM я не подключал. Из сигналов последовательных портов для трансляции во внешний мир в текущем варианте платы доступны только пары SIN/SOUT (аналоги Rx/Tx).

Полную принципиальную схему устройства приводить не буду ввиду ее больших размеров и очевидности. Скажу лишь, что для получения напряжения 3.3В используется LDO стабилизатор REG102-3.3, а пятивольтовое питание может браться как с входного USB-порта, так и со стороннего источника (используется диодная развязка на диодах Шоттки 10BQ015). Оформление цепей down-stream USB-портов соответствует таковому для TUSB2046 или TUSB2077 – последовательные резисторы 22Ом в линиях данных и 15кОм резисторы на землю.

Фото получивщейся конструкции представлено ниже:

Как видно, три из пяти USB-портов оформлены в виде разъемов типа «А» и смотрят «во внешний мир», оставшиеся два выведены на PLS-4 гребенки и предназначены для «внутренних» коммуникаций. Сигналы последовательных портов выведены на такие же гребенки (левый нижний угол фото). Вблизи разъемов питания и USB разъемов установлены электролитические конденсаторы 47мкФ, 16В, которые дополнительно можно зашунтировать керамическим SMD-конденсаторами емкостью 0.1мкФ.

Плата сделана по утюжной технологии, верхний слой представляет собой земляной экран, имеется несколько перемычек (лично я считаю, что проще запаять перемычку, чем каким либо образом делать металлизацию двух переходных отверстий). В принципе, верхний слой можно не делать, но у меня такой текстолит был, ну не стравливать же его просто так, в самом деле…

Драйвера для устройства при условии регистрации доступны для скачивания отсюда. При подключении к ПК ОС установит драйвера для «Generic USB Hub», после чего обнаружит «TUSB5052 Device» и попросит драйвера для него. После их установки обнаружатся два последовательных порта и потребуется установка драйверов для них. Путем редактирования соответствующих строк в драйверах (по аналогии с TUSB3410) можно изменить названия и идентификаторы определяемых ОС устройств, а вот надо ли оно – решать исключительно вам. Чуть ниже вы для ознакомления можете скачать драйвер, который я использовал для тестирования работы устройства.

Вопросы, как обычно, складываем тут.

Файлы:
Плата в формате SL5
Драйвер (WinXP)