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  • 免驱USB HID芯片HT42B564的应用

  • 2020-01-13 17:59 1628

导语

知名半导体厂家台湾Holtek公司的HT42B564-x(x是版本))是 一 款 内 置 完 整 USB 和 UART 接口功能的高性能 USB to UART Bridge 控制器,针对需与各种类型 UART 通信的产品应用而设计。该芯片采用免驱的USB HID协议与PC机进行双向通信,使用者无需了解繁琐的USB通信协议,即可轻松实现中、低速率的各种USB接口类产品。


1、方案亮点

采用HT42B564芯片的USB产品方案具有以下亮点:

①采用USB HID协议,无需再麻烦安装驱动程序(即免驱动),广泛支持最多种操作系统: Windows XP,Vista,Win 7,Win 8/8.1,Win10 。这种免驱对售后维护是很方便的!

②官方提供HID的DLL API(应用程序接口,动态链接库),方便进行程序应用编写。

③外围内置 0.25% 精度的 12MHz 振荡器用于所有 USB 模式,外接元器件简单。

④USB 接口

- 兼容 USB 2.0 全速模式

- 执行 USB 人机接口设备类 ( HID )

- D+ 引脚连接 1.5k? 上拉电阻

⑤VDDIO 引脚提供Tx&Rx电平,可以选择3.3V或5.0V或其它,可跟外界无缝设备对接!

⑥全双工UART接口,提供最大 32-byte 发送缓冲器及 32-byte 接收缓冲器。

⑦波特率支持:9600/19200/38400/57600/115200bps,通过DLL可对波特率进行修改。



2、方框图


  


3、硬件原理图


以下是采用HT42B564构建的一个USB HID转UART串口的小功能板的设计情况,原理图分为多个部分,下面逐一介绍。


主控部分


  

上图中,U3是USB通信主控芯片HT42B564,其内置了高精度晶振,可支持USB无晶振系统设计 (Crystal-less USB)。HT42B564它可完成USB枚举、配置和收发通信任务,大大减轻和解决了单片机的USB 通信难题。HT42B564可以理解成一个透明的通信装置,任何外界的设备(MCU、ARM、FPGA、DSP)可以不用考虑USB是如何实现的,只负责串口收发数据即可USB双向通信功能。


VDDIO用于对UART串口的Rx/Tx 引脚提供电平电源,通过设置跟外界的设备一样的I/O电压,无需再使用额外的电平转换IC,可令该HT42B564与外界的设备实现无缝电平对接!LED指示灯中,D1是系统电源指示用途;而D2是HT42B564的收发信号状态指示灯,当Tx 或Rx 进行通信时,该灯会闪亮一下。


USB接口部分


  


上图中,U2是TVS二极管阵列,具有结电容特性超低,支持USB高速信号的ESD保护使用。R3、R4、C8 、C9组成一个简单的USB信号匹配阻抗电路,如对认证要求不高,此电路可以省略,而采用直连方式。


系统供电部分


  


上图中,U1(MD53U33) 是一款高速、高抗纹波率、高精度输出电压、支持输出短路保护的低压差LDO芯片,它的作用是把5V降压到+3.3V,为USB通信主控芯片HT42B564提供系统电源。根据外部设备的电平情况,通过跳线帽JP1 可以选择常见的接口电平: 5V 或 3.3V。F1是可恢复保险丝,进一步对系统进行过流保护。


UART串口的通信接口部分


  


上图中,R5和R6组成接口的过流限制功能,而TVS1器件是一个过压保护用途。根据实际需要,这些器件可以省略。


4、BOM表


  

  

5、PCB实物


  

  


6、软件部分的描述


为方便用户使用这款USB to UART进行与PC电脑之间的数据通信,HT42B564 的芯片原厂Holtek 提供了动态链接库(DLL)。动态链接库 DLL 是函数可执行文件的共享库,可允许不同编程语言(如常见的VB、VC、C#、JAVA等) 的应用进行调用。使用此 DLL,用户无需耗费大量时间写 USB 相关程序,可快速开发出不同客户端的应用。这些DLL的功能函数,主要的有:


OpenFirstHIDDevice(), 用途: 打开第一个符合此PID和VID的HID设备的文件句柄。

OpenNextHIDDevice(),用途: 打开下一个符合此PID和VID的HID设备的文件句柄。

CloseHIDDevice (),用途:关闭已经打开了的HID设备的文件句柄。

SetFeature(),用途:输出(下载)数据到HT42B564的串口Tx输出端。

GetFeature(),用途:接收(上传)来自HT42B564的串口Rx输入端数据到PC电脑。


备注说明: 因版面有限,这部分的DLL用法,请参考官方的PDF文件和相关语言开放平台对DLL调用和使用方法。


除了用户可以自行编写DLL,实现自己的Windows应用程序,用户还可以直接使用原厂Hotltek提供的以下HID_UART.exe程序对USB-HID 芯片HT42B564的收发通信传输进行演示: 


  



7、应用举例



使用这个免驱的USB芯片,可以构建很多有趣、实用的USB接口系列电子产品! 比如:


7-1、USB LCD


  


上图中,外置一个低成本的MCU,如STM8S003N76E003,即可以实现一个USB LCD,可以把PC的各自信息,如电脑的CPU使用率、风扇温度、网络速度等显示再一个低成本的LCD小尺寸屏幕上,特别是无大屏幕显示器或无人值守的系统,显示屏立创商城上有众多型号可以选择。


7-2、USB 温度传感器


  


上图中,外置一个低成本带AD功能的MCU和温度传感器(如模拟量、低成本的TC1047(商品编号: C129494),如N76E885(商品编号: C114652 ),即可以实现一个USB 电压表。


7-3、USB 电压表


  


上图中,外置一个低成本带A/D功能的MCU,如N76E885(商品编号: C114652 ),即可以实现一个USB 电压表。



总结



USB已经成为无数嵌入式应用的首选接口,然而从开发人员的角度来看,USB是需要相当多的固件专业知识和开发工作量的复杂协议,通过内置支持USB HID协议的芯片HT42B564 ——类似的芯片还包括南京沁恒公司出品的CH9326 (商品编号: C77683) ,任何外界的设备(MCU、ARM、FPGA、DSP),设计者只需要会使用串口,就可以轻松实现基于USB接口的各种新型电子产品!


更多USB芯片-在售常用型号


立创商城商品编号 品牌/厂商 厂家型号 封装/描述
C115748
SEAWARD(思旺) SE2513-HF
SOT-23-6,USB双口自动识别协议芯片
C14267
WCH(南京沁恒)
CH340G
SOP-16_150mil,USB转UART
C6568
SILICON LABS(芯科)
CP2102-GMR QFN-28_5x5x05P,USB-UART转换器
C99652
WCH(南京沁恒)
CH340E
MSOP-10,USB转UART

点击查看全部USB芯片在售型号


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型号
价格
STM32F103VET6/ST(意法半导体) 15.26
C0603X104K050T/贴片电容 0.03052
SPX3819M5-L-3-3/TR/低压差线性稳压(LDO) 0.5042
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