FTDI FT905/6/7/8嵌入式微控制器：高集成度与低功耗的完美结合

在嵌入式系统设计领域，寻找一款性能卓越、功能丰富且功耗较低的微控制器是众多工程师的追求。FTDI的FT905/6/7/8系列嵌入式微控制器便是这样一款值得关注的产品。下面，我们就来深入了解一下这款微控制器的特点、功能以及应用场景。

文件下载：FT905L-T.pdf

一、产品概述

FT90x系列包含FT905、FT906、FT907和FT908这几款32位RISC微控制器，专为嵌入式应用设计，具有高度集成和低功耗的特点。它采用高性能、低功耗的32位FT32core处理器，运行频率可达100MHz，同时具备多种强大的外设接口，能满足不同应用场景的需求。

二、产品特性

1. 存储与处理能力

• 内存配置：拥有256kB的片上Flash内存和256kB的片上影子程序内存，以及64kB的片上数据内存。Flash内存支持高达80MHz的串行时钟，系统上电后会自动将Flash内存中的内容复制到CPU程序内存中。
• 处理器性能：FT32核心处理器运行频率最高可达100MHz，能提供高达3.1 DMIPS/MHz的性能，且具有真正的零等待状态（0WS）。

2. 通信接口

• USB接口：集成了一个USB2.0 EHCI兼容主机控制器和一个USB2.0外设控制器。主机控制器支持高速（480Mbit/s）、全速（12Mbit/s）和低速（1.5Mbit/s）数据传输，支持等时、中断、控制和批量传输，还支持USB电池充电规范Rev 1.2；外设控制器支持高速（480Mbit/s）和全速（12Mbit/s）数据传输，具备电池充电器检测（BCD）功能。
• 以太网接口：FT905和FT906支持10/100Mbps以太网，符合IEEE 802.3/802.3u标准，具备全双工和半双工模式，支持CSMA/CD协议和IEEE802.3x流控制，可编程MAC地址，支持CRC-32算法进行FCS计算。
• CAN总线接口：FT905和FT907配备两个CAN控制器，支持CAN协议2.0的A和B部分，数据速率最高可达1Mbit/s，支持标准（11位标识符）和扩展（29位标识符）帧，具备硬件消息过滤功能。
• SPI接口：包含一个SPI主控制器和一个SPI从控制器。主控制器支持单/双/四模式数据传输，时钟速率最高可达25MHz；从控制器支持单数据传输，时钟频率为25MHz。
• I2C接口：支持I2C总线接口，可配置为主模式或从模式，支持标准/快速/快速加/高速模式数据传输，最大数据传输速率可达3.4Mbit/s，支持时钟拉伸。
• UART接口：UART接口可配置为一个全可编程UART0或两个简单的UART0和UART1，具备CTS/RTS控制功能，最大数据速率可达8Mbit/s。

3. 其他特性

• 实时时钟（RTC）：由32.768 kHz振荡器提供时钟，使用内部调节器供电，可针对特定日期/时间设置生成警报中断，硬件复位不影响RTC计数器。
• 调试接口：支持单线调试器接口，可通过单线半双工串行链路访问内存映射地址空间，支持调试命令读写操作、CHIP ID读取、校验和检查以及CPU软件调试等功能。
• 定时器和看门狗：拥有四个16位用户定时器和一个32位看门狗定时器。用户定时器可进行预缩放，支持单触发和连续计数模式；看门狗定时器由主时钟控制，启动和初始化后不能停止，只能通过写入寄存器清除。
• PWM功能：支持7个独立的PWM输出通道，所有通道共享一个8位预缩放器。PWM通道0和1可作为立体声11 kHz或22 kHz PCM音频通道，支持PCM FIFO管理和音量控制。
• ADC和DAC：具备4个10位ADC输入通道，最大采样频率可达1MSPS；拥有两个10位DAC输出通道，最大转换速率为1MHz。
• GPIO接口：提供多达42个可配置的输入/输出引脚，所有引脚具有多种功能，可通过GPIO寄存器进行控制。默认情况下，除GPIO0/1/2外，所有GPIO引脚为输入状态，并启用下拉电阻。

三、产品应用

FT90x系列微控制器适用于多种应用场景，包括但不限于：

• 家庭自动化：如家庭安全系统、CCTV监控、智能家居设备等。
• 工业自动化：可用于工业控制、仪器仪表、电机驱动等领域。
• 嵌入式音频应用：凭借其PWM通道的音频输出功能，可应用于音频播放设备。
• 医疗设备：在一些对性能和功耗有要求的医疗仪器中发挥作用。

四、引脚说明与封装

1. 引脚说明

文档详细介绍了FT905在QFN-76和LQFP-80两种封装下的引脚配置及功能。不同引脚具有不同的功能，如CAN总线收发、SPI通信、I2C通信、UART通信、PWM输出、ADC输入、DAC输出等。在设计电路时，需要根据具体需求合理使用这些引脚。

2. 封装形式

FT90x系列提供两种封装形式：QFN-76和LQFP-80。QFN-76封装尺寸为9mm x 9mm x 0.9mm，引脚间距为0.4mm；LQFP-80封装尺寸为10mm x 10mm x 1.40mm，引脚间距也为0.4mm。两种封装均符合RoHS标准。

五、电气特性与应用信息

1. 电气特性

文档给出了FT90x系列的绝对最大额定值、直流特性和交流特性。绝对最大额定值规定了器件的工作极限，如存储温度范围为-65°C至+150°C，环境温度范围为-40°C至+85°C等。直流特性包括各种电源电压、电流以及I/O引脚的电气参数；交流特性则涉及系统时钟、RTC时钟、USB接口、以太网接口等的动态特性。

2. 应用信息

• 晶体振荡器：可使用12MHz晶体或12MHz方波时钟作为时钟源，通过外部晶体连接XI/CLKIN和XIO引脚，或直接将外部时钟输入连接到XI/CLKIN引脚。
• RTC振荡器：使用32.768 kHz晶体或32.768 kHz方波时钟作为时钟源，通过外部晶体连接RTC_XI/RTC_CLKIN和RTC_XIO引脚，或直接将外部时钟输入连接到RTC_XI/RTC_CLKIN引脚。
• 标准I/O引脚配置：标准I/O引脚具有多种配置模式，如输出驱动使能、输出驱动能力控制、输出摆率控制、开漏输出、上拉输入、下拉输入、保持输入和施密特触发输入等。默认配置为除GPIO 0/1/2外的输入并启用下拉电阻，所有I/O引脚都有ESD保护。
• USB2.0接口：FT90x系列支持一个USB2.0主机端口和一个USB2.0设备端口，系统需为USB2.0外设/主机控制器提供I/O电源（+3.3V）和核心电源（+1.2V），内部带隙通过外部参考电阻获取参考电压。
• 以太网接口：通过差分对引脚（TXON & TXOP、RXIN & RXIP）连接10/100 Mb/s以太网端口，需通过1:1磁变压器和RJ-45进行连接，系统需为VETH3V3提供+3.3V电源，内部调节器会在VOUT2产生+1.2V输出。

六、总结

FTDI的FT905/6/7/8系列嵌入式微控制器以其高性能、低功耗、丰富的外设接口和广泛的应用场景，为嵌入式系统设计提供了一个优秀的解决方案。无论是在家庭自动化、工业控制还是其他领域，这款微控制器都能展现出其强大的功能和可靠性。在实际应用中，工程师需要根据具体需求合理选择型号和封装，同时注意电气特性和应用信息，以确保系统的稳定运行。你在使用这款微控制器的过程中遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。