通用串行總線收發(fā)器MIC2550及其應(yīng)用

摘要：MIC2550是Micrel公司推出的新型單片通用串行總線收發(fā)器集成電路。該芯片符合通用串行總線（USB）規(guī)范V1.1標(biāo)準(zhǔn),支持全速12Mb/s操作;MIC2550的功耗特別低,并可在低于2.5V的電壓下正常工作。文章介紹了MIC2550的基本特點(diǎn)、引腳功能、主要參數(shù)和典型應(yīng)用電路。

??? 關(guān)鍵詞：USB 收發(fā)器 接口電路 電源 MIC2550

1 概述

MIC2550是Micrel公司推出的新型單片通用串行總線決器集成電路。該芯片完全符合通用串行總線（USB）的物理層規(guī)范。支持全速12Mb/s和低速1.5Mb/s的雙電源電壓操作。采用電源電壓工作是MIC2550的一個(gè)重要特點(diǎn)。正是這一特點(diǎn),保證了MIC2550能夠使系統(tǒng)中的I/F和I/O信號(hào)具有各自獨(dú)立的USB電源參考電壓VBUS,從而保證了它們?cè)诘陀?.5V的電壓時(shí)仍可正常工作。這一特點(diǎn)還保證了系統(tǒng)接口可以方便地工作在它的中心電壓上而無(wú)需增加緩沖邏輯,同時(shí)也減少了整個(gè)系統(tǒng)的操作電流。

MIC2550通用串行總線收發(fā)器除具有上述特點(diǎn)外,還具有如下主要特點(diǎn)：

●符合通用串行總線（USB）規(guī)范1.1標(biāo)準(zhǔn);

●在低于2.5V的電壓下仍可正常工作;

●采用雙電源電壓操作;

●支持全速12Mb/s和低速1.5Mb/s操作;

●具有高低速率選擇引腳,可進(jìn)行速率選擇中斷;

●功耗特別低。因而在與通用串行總線（USB）接口時(shí),其所必需的懸浮電流很低;

●采用小型14腳TSSOP封裝。

MIC1550通用串行總線收發(fā)器以其諸多優(yōu)點(diǎn)可廣泛應(yīng)用于個(gè)人數(shù)字助理（PDA）、筆記本電腦和多功能蜂窩電話等領(lǐng)域。

2 引腳功能和內(nèi)部結(jié)構(gòu)

2.1 引腳功能

MIC2550通用串行總線收發(fā)器采用14腳雙列貼片式TSSOP封裝形式,它的引腳排列如圖1所示。表1所列為各引腳的功能說明。

表1 MIC2550的引腳功能說明

2.2 內(nèi)部結(jié)構(gòu)

MIC2550通用串行總線收發(fā)器可用來(lái)為不含USB接口的系統(tǒng)和其它外部設(shè)備提供具有USB接口的設(shè)計(jì)方案。在低達(dá)2.5V時(shí),MIC2550仍可提供滿足USB物理層規(guī)范的正常操作。圖2是MIC2550的內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理圖。從圖中可以看出：在VBUS的作用下,MIC2550可以進(jìn)行穩(wěn)定的收發(fā)操作。而系統(tǒng)電壓VIF則可提供系統(tǒng)數(shù)字I/O線（VP,VM,RCV,OE#,SPD和SUS等）到系統(tǒng)接口的參考電壓。另外,MIC2550還可為USB到系統(tǒng)電源電壓之間提供電源管理。此時(shí)的VIF就是系統(tǒng)的主電源。

3 主要參數(shù)

3.1 主要工作參數(shù)

MIC2550收發(fā)器的（VBUS）工作電源電壓范圍為4.0～5.25V,通常選用的工作電源電壓（VBUS）為5.0V;而系統(tǒng)接口的I/F電源電壓（VIF）范圍在2.5～3.6V時(shí),一般選用的I/F電源電壓為3.0V。其它主要工作參數(shù)如下：

系統(tǒng)I/F電源電流IIF：1～2μA;

USB電源電流IBUS（正常值）：140μA;

在ITRM為2.5mA時(shí)的最小和最大終止電壓分別為3.0V和3.6V;

低電平輸入電壓VIL：≤0.15VIF;

低電平輸出電壓VOL：0.1V;

高電平輸入電壓VIH：≥0.85VIF;

高電平輸出電壓VOH：≥0.9VIF;

輸入電路漏電流IIL：±5μA;

工作溫度范圍：-40～+85℃;

結(jié)溫：160℃。

3.2 極限參數(shù)

MIC2550的主要極限參數(shù)如下：

最大電源電壓：+6.5V;

最小輸入電壓：0.5V;

最大輸入電壓：5.5V;

D+和D-端口最大輸出電流（ID+,ID-）：±50mA;

其余端口最大輸出電流：±15mA;

輸入電流：±50mA;

存儲(chǔ)溫度范圍：-65～150℃。

4 應(yīng)用電路

4.1 收發(fā)使能

MIC2550通用串行總線收發(fā)器利用OE#腳的狀態(tài)來(lái)控制芯片的接收和發(fā)送。OE#為1時(shí),芯睡處于接收狀態(tài);而當(dāng)OE#為0時(shí),MIC2550處于發(fā)射狀態(tài)。表2和表3分別列出了接收狀態(tài)和發(fā)射狀態(tài)時(shí)MIC2550各輸入和輸出引腳的狀態(tài)。

4.2 應(yīng)用電路

圖3所示是MIC2550的典型應(yīng)用電路。圖中VTRM用來(lái)提供速度選擇。在3.3V時(shí)的終止電源電壓范圍為±10%。該腳到地之間至少用連接一個(gè)0.47μF的去藕電容。該電路選用的電容量為1μF。另外,還應(yīng)在該引腳D+或D-線之間連接一個(gè)1.5kΩ的電阻,以分別適應(yīng)全速低速操作。

表2 接收上狀態(tài)時(shí)輸入/輸出引腳狀態(tài)

表3 發(fā)射狀態(tài)時(shí)的輸入/輸出引腳狀態(tài)

工作時(shí),如果SUS端為高電平,則電路的功耗將降至最低。而此時(shí)如果VTRM保持正常,那么,RCV、VP和VM仍然能使器件保持USB性能。這一特點(diǎn)在器件為接收狀態(tài)時(shí)完全可以采用,因?yàn)檫@樣可以在接收等待時(shí)將電路的功耗降至最小。