工程師,在設計研發各種不同功能類型的項目過程中,一般會遵循相應的
項目開發流程,用以規劃項目的開發進度,流程可分為- 項目需求對接,也就是工程師與客戶溝通,明確項目實現的功能;
- 項目立項,在與客戶達成合作開發意向後,正式確立項目的開發;
- 項目方案設計,根據項目需求,工程師制定整體的項目開發方案;
- 研發調試,主要是測試發現軟硬件的功能問題;
- 小批試產,通過小批試產檢查產品的生產工藝以及PCBA裝配等問題;
- 批量生產,項目所有問題解決完後,批量生產交付客戶;
在不同的項目開發階段,工程師尤其是電路研發崗位的工程師,主要參與的工作是項目方案設計,其他工作可以交由其他部門協同完成;
項目方案設計,針對不同的應用領域,工程師遇到的問題也不盡相同;例如
- 工業電機控制領域中,電路設計研究的對象是如何控制電機,包括電機的正轉、反轉以及速度的調控;工程師可能會遇到的問題是如何增加電路的抗干擾能力
- 智能掃地機器人領域中,電路設計研究的對象是如何避障、設定路線圖以及自動充電功能;工程師可能會遇到的問題是如何使用傳感器採集更準確的數據;
- 移動電源領域中,電路設計研究的對象是如何對鋰電池進行合理地充電與放電;工程師可能會遇到的問題是如何顯示實時的電量信息;
在方案設計完後,工程師就會進入詳細的電路設計環節,如ADC採集電路、USB通信電路、電機驅動電路等等;
對於USB通信電路設計,工程師會面對一種問題:
只支持1個USB通信接口的單片機,如何與其他多個數量的USB保持通信?
在解決這個問題之前,首先需要了解一下關於USB通信的基本協議內容;完整的USB接口引腳定義為
- Pin 1引腳:VBUS 電源引腳;
- Pin 2引腳:D+ 數據通信引腳;
- Pin 3引腳:D- 數據通信引腳;
- Pin 4引腳:GDN 電源地引腳;
其中負責USB通信功能的主要是D+與D-兩引腳,另外兩引腳是USB的供電電源;
為了更清楚把問題“只支持1個USB通信接口的單片機,如何與其他多個數量的USB保持通信”展現出,將用圖形代替文字
顯然一個帶有USB功能的單片機只能與一個USB接口實現通信,那麼工程師該如何去解決圖中反映的問題呢?
WAS4735Q雙向多路選擇開關芯片的應用電路方案就能較好地解決此類問題;
WAS4735Q芯片引腳定義圖
芯片的引腳功能
- Pin1 & Pin4::芯片的電源引腳
- Pin2 & Pin3:芯片的USB通信輸入引腳;
- Pin5 & Pin6:芯片的功能選擇引腳;
- Pin7~Pin14:芯片的USB通信輸出引腳;
- Pin15:芯片的使能引腳;
- Pin16:芯片的NC不連接引腳;
WAS4735Q芯片等效電路圖
在WAS4735Q芯片的應用電路開發中,USB通信引腳(比如Pin2 & Pin3)既可以作為輸入引腳,也可以作為輸出引腳;這可以從芯片的等效應用電路圖看出
WAS4735Q芯片本質上屬於雙向多路開關選擇器,工程師只需控制SEL0與SEL1的不同高低邏輯電平,則可以實現D+ = D0+,D- = D0-;或者D+ = D1+,D- = D1-......
具體的邏輯功能
1)SEL1 = 0,SEL0 = 0;則D+ = D0+,D- = D0-;
2)SEL1 = 0,SEL0 = 1;則D+ = D1+,D- = D1-;
3)SEL1 = 1,SEL0 = 0;則D+ = D2+,D- = D2-;
4)SEL1 = 1,SEL0 = 1;則D+ = D3+,D- = D3-;
其中OE = 0時,上述邏輯功能則成立,換句話說OE = 1時,芯片不工作;
WAS4735芯片應用電路圖
在單片機與3個USB通信接口中間引入WAS4735Q雙向多路開關芯片,就能實現分時段地實現與3個不同USB通信功能;
WAS4735Q芯片應用條件
WAS4735Q芯片雖然能解決諸如通信接口數量不足的問題,但僅僅是適合分時段的通信;簡單而言,單片機只能在同一時間與USB1~USB3其中的一個實現通信,不能同時與3個USB實現通信;工程師在項目開發中,需要針對性地做出方案選擇;
本文由【芯片哥】原創撰寫,一個只談電子元器件與芯片的那些事,喜歡就關注芯片哥,和芯片哥一起加油吧
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