FT905/6/7/8嵌入式微控制器：高集成度与低功耗的完美结合

在嵌入式应用领域，一款性能卓越、功能丰富的微控制器往往是产品成功的关键。今天，我们就来深入了解一下Future Technology Devices International（FTDI）公司推出的FT905/6/7/8系列嵌入式微控制器，看看它为我们带来了怎样的惊喜。

文件下载：FT905Q-T.pdf

一、产品概述

FT90x系列包含FT905、FT906、FT907和FT908这四款完全集成的32位RISC片上系统（SoC）微控制器，专为嵌入式应用设计，具备高度集成和低功耗的显著特点。其运行频率高达100MHz的高性能、低功耗32位FT32core处理器，为各种复杂应用提供了强大的计算能力。

二、主要特性

（一）处理器与内存

1. 高性能处理器：FT32core处理器以100MHz的频率运行，搭配256kB的片上闪存和256kB的片上影子程序内存，以及64kB的片上数据内存，为程序运行和数据存储提供了充足的空间。
2. 零等待状态：具备真正的零等待状态（0WS），每兆赫兹性能可达3.1 DMIPS，确保了高效的数据处理。

（二）通信接口

1. 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，支持高速（480Mbit/s）、全速（12Mbit/s）和低速（1.5Mbit/s）的数据传输，还支持等时、中断、控制和批量传输，同时支持USB电池充电规范Rev 1.2。
2. 以太网接口：FT905和FT906支持10/100Mbps以太网，符合IEEE 802.3/802.3u标准，为网络通信提供了可靠的保障。
3. 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，数据速率高达1Mbit/s，适用于汽车和工业等领域的通信需求。
4. SPI和I2C接口：一个SPI主设备支持单/双/四模式数据传输，时钟速率高达25MHz；一个SPI从设备支持单数据传输，时钟为25MHz。I2C总线接口可配置为主设备或从设备，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。
5. 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。

（三）其他特性

1. 实时时钟：支持32.768 kHz实时时钟，使用内部调节器电压，无需外部电池供电，可产生特定日期/时间设置的报警中断，硬件复位不影响RTC计数器。
2. 调试接口：支持一线调试器，可将固件下载到闪存或影子程序内存，还支持软件调试。
3. 定时器和PWM：拥有四个用户定时器，具备预分频和看门狗功能，支持7个独立的PWM通道，其中通道0和1可配置为PCM 8位/16位立体声音频输出。
4. ADC和DAC：支持两个10位DAC 0/1通道输出，采样率约为1 MS/s；支持四个10位ADC 1/4通道输入，采样率高达约960 KS/s。
5. 电源管理：采用单3.3伏电源供电，内置1.2 V稳压器，支持VBUS电源切换和过流控制，提供上电复位（POR）信号以指示稳压器稳定。工作温度范围为 -40°C至85°C，适用于各种恶劣环境。

三、典型应用

FT90x系列微控制器适用于多种应用场景，如家庭安全系统、家庭自动化、嵌入式音频应用、电机驱动和应用控制、电表、CCTV监控、工业自动化、医疗设备、仪器仪表和数据采集系统等。不同的型号在功能上有所侧重，用户可以根据具体需求进行选择。例如，FT905支持CAN总线和以太网功能，适用于需要同时进行现场总线通信和网络通信的应用；FT906支持以太网但不支持CAN总线，更适合侧重于网络通信的场景；FT907支持CAN总线但不支持以太网，适用于现场总线通信需求较大的应用；FT908则不支持CAN总线和以太网功能，可用于对通信要求较低的应用。

四、引脚与封装

（一）引脚描述

文档详细介绍了FT905在QFN - 76和LQFP - 80两种封装下的引脚配置和功能。每个引脚都有明确的类型（如输入、输出、电源等）和详细的描述，工程师在设计电路时可以根据这些信息进行合理的引脚分配和连接。例如，CAN0_TXD/GPIO15引脚既可以作为CAN0的发送输出，也可以作为通用输入输出引脚使用，默认情况下为GPIO输入，内部下拉。

（二）封装参数

FT90x系列提供了紧凑的无铅76引脚QFN和80引脚LQFP封装，所有封装均符合RoHS标准。文档中给出了两种封装的详细尺寸、标记和焊料回流曲线参数，方便工程师进行PCB设计和焊接工艺的选择。

五、电气特性

（一）绝对最大额定值

文档明确给出了FT90x系列设备的绝对最大额定值，包括存储温度、环境温度、电源电压等参数。超过这些额定值可能会对设备造成永久性损坏，因此在使用过程中必须严格遵守。

（二）直流特性

详细描述了设备在不同工作模式下的电压、电流等参数，如I/O操作电源电压、电源关断电流、空闲电流、系统工作电流等。这些参数对于评估设备的功耗和性能非常重要，工程师可以根据这些数据进行电源设计和功耗优化。

（三）交流特性

包括系统时钟、RTC时钟、USB I/O引脚、以太网I/O引脚、I2C总线I/O引脚和SPI I/O引脚的动态特性。例如，系统时钟的频率、抖动、占空比等参数，以及各种接口的信号上升/下降时间、匹配时间等，这些参数对于确保设备的正常通信和数据传输至关重要。

六、应用信息

（一）晶体振荡器

晶体振荡器可工作在12MHz频率，有两种配置方式：一种是使用外部晶体和电容，芯片内部集成反馈电阻；另一种是直接输入12MHz外部时钟信号。工程师可以根据实际需求选择合适的配置方式。

（二）RTC振荡器

RTC振荡器使用32.768 kHz晶体和电容，也可以直接输入外部32.768 kHz时钟信号。同样，工程师需要根据具体情况进行选择。

（三）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/下拉输入、保持器输入和施密特触发器输入等。默认配置为除GPIO 0/1/2外的输入下拉，所有I/O引脚都具有ESD保护。

（四）USB和以太网接口

文档给出了USB2.0外设和主机接口以及10/100 Mb/s以太网接口的连接示例和配置方法。在设计USB接口时，需要注意提供合适的电源和参考电压；在设计以太网接口时，需要通过1:1磁变压器和RJ - 45进行连接，并提供合适的电源和参考电压。同时，文档还介绍了在不使用以太网和USB外设时的连接方法，以确保设备的正常工作。

七、总结

FT905/6/7/8系列嵌入式微控制器以其高度集成的功能、低功耗的特性和丰富的接口，为嵌入式应用提供了一个强大而灵活的解决方案。无论是在家庭自动化、工业控制还是医疗设备等领域，都能发挥出其独特的优势。作为电子工程师，我们可以根据具体的应用需求，充分利用这些特性，设计出更加高效、可靠的嵌入式系统。但在使用过程中，我们也需要严格遵守设备的电气特性和应用要求，确保设备的正常运行。你在使用类似微控制器的过程中，遇到过哪些有趣的问题呢？欢迎在评论区分享你的经验。