USB 接口設(shè)計(jì)

• USB 接口簡(jiǎn)介：USB 3.0 采用高速的全雙工模式，增加了兩對(duì)差分對(duì)，而 USB 2.0 在寫(xiě)數(shù)據(jù)時(shí)不能讀數(shù)據(jù)，屬于半雙工模式。這一區(qū)別使得 USB 3.0 在數(shù)據(jù)傳輸效率上有了顯著提升。
• USB3.0 介紹：USB3.0 提供了更高的每秒 5Gbps 傳輸速度，相比之下，USB2.0 僅為 480Mbps。它還對(duì)需要更大電力支持的設(shè)備提供了更好的支持，USB3.0 的總線電力供應(yīng)可達(dá) 900mA，而 USB2.0 為 500mA。此外，USB3.0 增加了新的電源管理功能，除了激活 (ACTIVE) 和掛起 (SUSPEND) 之外，還支持空閑 (FASTEXITIDLE) 和睡眠 (SLOW EXIT IDLE) 兩種電源管理模式。其采用對(duì)偶單純形四線制差分信號(hào)線，支持雙向并發(fā)數(shù)據(jù)流傳輸，這也是新規(guī)范速度猛增的關(guān)鍵原因。在原有 4 線結(jié)構(gòu)（電源， 地線，2 條數(shù)據(jù)線）的基礎(chǔ)上，USB 3.0 再增加了 4 條線路，用于接收和傳輸信號(hào)，不管是線纜內(nèi)還是接口上，總共有 8 條線路。
  
• USB 接口設(shè)計(jì)：在進(jìn)行 USB 接口設(shè)計(jì)時(shí)，需要充分考慮其電氣特性和信號(hào)傳輸要求，確保數(shù)據(jù)的穩(wěn)定傳輸。
  
  

RS232 接口設(shè)計(jì)

• 原理圖：在 UART232 的設(shè)計(jì)中，串口上拉是一個(gè)重要的環(huán)節(jié)。UART232 的 RX 工作中處于輸入狀態(tài)，為了避免 RX 不定電平的噪聲導(dǎo)致輸入亂碼等問(wèn)題，加上拉可以確定電平。一般情況下，9、12 管腳處于浮空狀態(tài)，外面的噪聲可能會(huì)誤觸發(fā)成低或者高，從而誤以為接收到數(shù)據(jù)。由于 232 協(xié)議輸入信號(hào)以低電平作為數(shù)據(jù)接收的開(kāi)始，加上拉就是為了在沒(méi)有數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r(shí)候保持高電平，使噪聲成為無(wú)效傳輸。雖然 TX 上加也是可以的，但硬件工程師們通常默認(rèn)在 RX 上接上拉電阻，當(dāng) RX 連接了其他工程師的 TX 時(shí)，就相當(dāng)于對(duì)方的 TX 也上拉了。
  
• 基本參數(shù)：RS232 接口的基本參數(shù)包括載波檢測(cè) (DCD - Data Carrier Detect)、接受數(shù)據(jù) (RXD - Receive Data)、發(fā)出數(shù)據(jù) (TXD - Transmit Data)、數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)備好 (DTR - Data Terminal Ready)、信號(hào)地線 (SG - System Ground)、數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好 (DSR - Data Set Ready)、請(qǐng)求發(fā)送 (RTS - Request to Send)、清除發(fā)送 (CTS - Clear to Send) 以及振鈴指示 (RI - Ring Indicator) 等。
  

電平轉(zhuǎn)換 & PS2

• 電平轉(zhuǎn)換：電平轉(zhuǎn)換在電路設(shè)計(jì)中也非常重要。例如，將內(nèi)部 1V8 轉(zhuǎn)換成 3V3 ，B 端對(duì)外，并且 B 端的電壓一定比 A 端高。還有一種情況，其中有一個(gè)管腳是 DIR 為方向控制的電路，只需要對(duì) DIR 進(jìn)行訪問(wèn)。如 B→A，只需要將 DIR 拉低。如果需要切換方向，可以將 DIR 接到 GPIO 控制電平。雖然很多單片機(jī)是支持容忍 5V 的，但為了電路的安全可靠，還是需要加上一個(gè)電平轉(zhuǎn)化。
  
  
• PS2 接口：PS2 接口由數(shù)據(jù)、時(shí)鐘、電源、地組成，是一個(gè)非常老式的接口。對(duì)外的接口通常會(huì)放置一些 ESD，并加上附近的小電容防靜電，大電容濾波。磁珠是最好的隔離外殼地和信號(hào)地的元器件。
  

USB&GE 接口

• GigE 接口電路設(shè)計(jì)：在 GigE 接口電路設(shè)計(jì)中，需要注意 GMAC 是差分走線，并在變壓器在 PCB 布線時(shí)挖空。因?yàn)樽儔浩骼锩媸?a target="_blank">線圈，會(huì)干擾到地，使地不再是干凈的信號(hào)地。
  
• USB 接口電路設(shè)計(jì)：包括 USB2.0 原理圖、變壓器以及主從區(qū)分等方面。在區(qū)分主從時(shí)，是因?yàn)樾盘?hào)線里面有 ID 來(lái)區(qū)別。當(dāng)設(shè)備又做主又做從時(shí)，可以將 ID 接到 MCU 的 GPIO ，置高為主，置低為從。
  
  
  
  
• DVI/HDMI 接口設(shè)計(jì)：在 DVI/HDMI 接口設(shè)計(jì)中，EEPRAM 中存儲(chǔ)的是顯示器 ID ，告訴 MCU 后，顯卡就去讀取適配顯示器。同時(shí)，還需要注意做 ESD 和阻抗匹配，進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換。RGB 最后轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)，是高速的敏感的模擬信號(hào)，需要按模擬信號(hào)的要求去走線，如和數(shù)字信號(hào)隔離、模擬地和數(shù)字地要單點(diǎn)接地、走線最好走弧形線、包地（防止電磁干擾）等。
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