MAX3420E USB外设控制器，SPI接口技术手册

概述
MAX3420E包含实现USB 2.0全速USB外设所需的数字逻辑电路和模拟电路。全速收发器具有±15kV ESD保护和可编程的USB连接和断开特性。内部的串行接口引擎(SIE)负责处理底层USB协议，如错误校验和总线重试。通过工作频率高达26MHz的SPI™接口访问寄存器组，可对MAX3420E进行控制。利用简易的3线或4线SPI接口，可为任何SPI主机(微处理器、ASIC和DSP等)增添USB功能。

内部电平转换器允许SPI接口工作在1.71V至3.6V的系统电压。在MAX3420E内部执行USB定时操作，并在操作完成后提供中断，因此，SPI主机无需定时器来满足USB定时要求。MAX3420E包括4路通用输入及输出，因此所有采用I/O引脚实现SPI接口的微处理器都能再次利用I/O引脚，并获得额外的引脚。

MAX3420E工作在扩展级-40°C至+85°C温度范围，采用32引脚LQFP封装(7mm x 7mm)和节省空间的24引脚TQFN封装(4mm x 4mm)。
数据表：*附件：MAX3420E USB外设控制器，SPI接口技术手册.pdf

应用

• 照相机
• 蜂窝电话
• 定制USB设备
• 台式路由器
• 仪表
• 微处理器和DSP
• MP3播放器
• PC外设
• PDA
• PLC
• 机顶盒

特性

• 独立于微处理器的USB解决方案
• 符合USB 2.0规范(全速工作模式)
• 内置全速USB收发器
• 固件/硬件控制内部D+上拉电阻
• 可编程的3线或4线26MHz SPI接口
• 电平转换器和VL输入可实现独立的系统接口电压
• 内部比较器检测V BUS ，用于自供电应用
• D+、D-和VBCOMP具有ESD保护功能
• 中断输出引脚(电平或可编程边沿)，可实现轮询或中断驱动的SPI接口
• 智能USB串行接口引擎(SIE)
  • 自动处理USB流量控制和双缓冲
  • 处理底层USB信令
  • 包含定时器，可用于USB定时操作，因此SPI主机无需定时
• 内置端点FIFO
  • EP0：CONTROL (64字节)
  • EP1：OUT，Bulk或Interrupt，2 x 64字节(双缓冲)
  • EP2：IN，Bulk或Interrupt，2 x 64字节(双缓冲)
  • EP3：IN，Bulk或Interrupt (64字节)
• 双缓冲数据端点允许SPI主机和USB在同一端点上同时传输数据，从而提高了吞吐量
• SETUP数据具有自身的8字节FIFO，简化了固件
• 4路通用输入和4路通用输出
• 可节省空间的LQFP和TQFN封装

框图

电特性

引脚配置描述

测试电路和时序图

典型工作特性

该器件包含实现符合USB 2.0规范的全速USB外设所需的数字逻辑和模拟电路。D+、D-和VBCOMP引脚提供±15kV的静电放电（ESD）保护。

MAX3420E具有内置USB收发器和一个内部1.5kΩ电阻，该电阻在寄存器位（CONNECT）的控制下连接D+和 V_{CC} 。这使得USB外设能够控制与USB主机的逻辑连接。任何SPI主机都可以通过SPI从机接口与该器件通信，SPI从机接口可在SPI模式(0,0) 或(1,1)下运行。SPI主机通过对内部寄存器进行读写来访问MAX3420E。典型的数据传输包括写入第一个字节，该字节设置寄存器地址和方向，随后再写入字节或读取数据，这些数据来自内部FIFO或MAX3420E的384字节端点缓冲区存储器。

MAX3420E包含以下端点：

• EP0 ：64字节双向控制端点
• EP1 ：2 x 64字节双缓冲批量/中断输出端点
• EP2 ：2 x 64字节双缓冲批量/中断输入端点
• EP3 ：64字节批量/中断输入端点

将EP1、EP2、EP3用作批量或中断端点严格取决于端点描述符的功能。在枚举期间，SPI主机返回给USB主机。

MAX3420E的寄存器组和SPI接口经过优化，以减少SPI通信流量。中断输出引脚INT在需要USB服务时（例如数据包到达、数据包发送或主机挂起或恢复总线活动时）通知SPI主机。双缓冲端点通过允许数据同时在USB和SPI接口上传输来维持带宽。

通过向**V_{CC}引脚施加+3.3V电源为USB收发器供电。使用1.0μF陶瓷电容尽可能靠近V_{CC}**引脚进行旁路接地。

MAX3420E的数字内核通过**V_{L}**引脚供电。**V_{L}也用作SPI接口以及所有其他输入和输出的参考电平。将V_{L}连接到系统逻辑电平电源。内部稳压器和V_{L}**允许SPI接口以及所有通用输入和输出在1.71V至3.6V的系统电压下工作。

VBCOMP

MAX3420E具有一个USB V_{bus}检测输入VBCOMP。VBCOMP引脚可承受高达6V的输入电压。使用1.0μF陶瓷电容将VBCOMP旁路接地。根据USB 2.0规范，未供电的USB设备在USB主机切断V_{bus}时，内部必须连接一个1.5kΩ上拉电阻。如果USB主机切断V_{bus} ，VBCOMP通过电压比较器连接到地（这样SPI主机可以通过中断(INT)或检查**V_{bus}位来检测V_{bus}**的丢失）。