什么芯片方案可以實(shí)現(xiàn)USB與SPI之間進(jìn)行通信

工程師，在研發(fā)設(shè)計(jì)電路項(xiàng)目，可能會(huì)使用不同標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的通信方式；常見的通信方式類型包含

USB通信，如U盤的接口是采用USB通信；

UART通信，如數(shù)字溫濕度傳感器的接口是采用UART通信；

SPI通信，如Nor Flash存儲(chǔ)芯片的接口是采用SPI通信；

IIC通信，如EEPROM存儲(chǔ)芯片的接口是采用IIC通信；

RS485通信，如工業(yè)電機(jī)控制器的接口是采用RS485通信；

CAN通信，如數(shù)字PLC的接口是采用CAN通信；

電路項(xiàng)目

通信協(xié)議，嚴(yán)格定義了每種通信方式的電路含義；不同類型的通信協(xié)議，所代表的電路含義也不同；以SPI通信協(xié)議與USB通信協(xié)議舉例說明

SPI通信協(xié)議與USB通信協(xié)議區(qū)別

01 引腳定義

SPI通信協(xié)議，在硬件電路上表現(xiàn)為CS引腳、CLK引腳、DI引腳與DO引腳，分別對(duì)應(yīng)的電路含義

CS為通信的片選信號(hào)，CLK為通信的時(shí)鐘信號(hào)，DI為通信的數(shù)據(jù)輸入信號(hào)，DO為通信的數(shù)據(jù)輸出信號(hào)；

SPI通信接口

USB通信協(xié)議，在硬件電路上表現(xiàn)為VBUS引腳、D+引腳、D-引腳與GND引腳，分別對(duì)應(yīng)的電路含義

VBUS為通信的電源，D+為通信的數(shù)據(jù)信號(hào)，D-為通信的數(shù)據(jù)信號(hào)，GND為通信的參考地線；

USB通信接口

02 通信速度

從Nor Flash存儲(chǔ)芯片25Q16數(shù)據(jù)手冊(cè)得知，SPI通信的時(shí)鐘信號(hào)最大可以支持到133MHz，也就是SPI通信速度最大為133Mbps；

從USB3.0最新的標(biāo)準(zhǔn)得知，USB通信的最大速率可以達(dá)到480Mbps；

SPI通信與USB通信在硬件引腳定義以及通信速度上，呈現(xiàn)出截然不同的電路特性；然而工程師在開發(fā)一些特定的項(xiàng)目，會(huì)面對(duì)不同協(xié)議之間的通信接口需要互相通信的問題，比如USB與SPI兩者之間需要通信；

工程師該如何去解決這類不同協(xié)議之間的通信電路問題？采用什么芯片應(yīng)用電路方案，能實(shí)現(xiàn)USB與SPI之間可以互相通信？

HT42B533橋接芯片的電路方案就可以較好地解決此類電路問題；HT42B533橋接芯片是如何解決的呢？工程師如何去設(shè)計(jì)它的應(yīng)用電路方案呢？

HT42B533橋接芯片

工程師在首次接觸一個(gè)全新的芯片，會(huì)試圖去了解這個(gè)芯片能實(shí)現(xiàn)什么功能，它包含一個(gè)怎樣的電路特性，以此來判斷是否能解決當(dāng)前項(xiàng)目設(shè)計(jì)遇到的電路問題；

所謂通信橋接芯片，是指能將一種通信協(xié)議的接口轉(zhuǎn)換成另外一種通信協(xié)議的接口，以實(shí)現(xiàn)不同通信協(xié)議接口可以互相轉(zhuǎn)換；

HT42B533芯片作為一種通信橋接芯片，能實(shí)現(xiàn)的功能是可以將USB通信協(xié)議與SPI通信協(xié)議互相轉(zhuǎn)換；

HT42B533引腳定義圖

Pin1引腳VDD：芯片的工作電源引腳，工程師在項(xiàng)目應(yīng)用中，直接連接到USB的VBUS電源引腳；

Pin2引腳V33O：芯片的3.3V電源輸出引腳，可以作為其他電路模塊的工作電源電壓；

Pin3引腳GND：芯片的參考地線；

Pin4引腳CS：芯片的SPI通信片選信號(hào)引腳，工程師在項(xiàng)目應(yīng)用中，直接連接到SPI通信接口的CS引腳；

Pin5引腳DO：芯片的SPI通信數(shù)據(jù)輸出信號(hào)引腳，工程師在項(xiàng)目應(yīng)用中，直接連接到SPI通信接口的DO引腳；

Pin6引腳VDDIO：芯片的SPI通信功能電源引腳；

Pin7引腳DI：芯片的SPI通信數(shù)據(jù)輸入信號(hào)引腳，工程師在項(xiàng)目應(yīng)用中，直接連接到SPI通信接口的DI引腳；

Pin8引腳SCK：芯片的SPI通信時(shí)鐘信號(hào)引腳，工程師在項(xiàng)目應(yīng)用中，直接連接到SPI通信接口的CLK引腳；

Pin9~Pin10引腳D-&D+：芯片的USB通信信號(hào)引腳；

HT42B533芯片工作原理

HT42B533芯片內(nèi)部電路

方便工程師更深層次地了解HT42B533芯片工作原理，可以查看其芯片的內(nèi)部電路圖；大致的工作原理說明

USB通信數(shù)據(jù)進(jìn)入芯片的USB控制單元，控制單元通過數(shù)據(jù)的解析，將數(shù)據(jù)內(nèi)容發(fā)送至128位的TX Buffer，傳遞給到SPI控制單元，最后通過SPI的通信方式發(fā)送數(shù)據(jù)；同樣原理，SPI通信的數(shù)據(jù)進(jìn)入芯片的SPI控制單元，控制單元通過數(shù)據(jù)的解析，將數(shù)據(jù)內(nèi)容發(fā)送至128位的RX Buffer，傳遞至USB控制單元，最后通過USB的通信方式發(fā)送數(shù)據(jù)；

HT42B533應(yīng)用電路圖

了解完HT42B533橋接芯片的電路功能與原理，工程師就可以去設(shè)計(jì)它的應(yīng)用電路，解決項(xiàng)目中存在的USB與SPI之間通信的電路問題；

HT42B533應(yīng)用電路圖

工程師，可以依據(jù)實(shí)際的電路項(xiàng)目需求，將其作為電路問題解決的參考設(shè)計(jì)；

在HT42B533芯片應(yīng)用電路方案中，工程師需要注意兩點(diǎn)內(nèi)容

1）HT42B533芯片連接的兩個(gè)接口SPI與USB，必須包含至少一個(gè)“主設(shè)備”，例如SPI連接單片機(jī)或者USB連接電腦；如SPI連接25Q16存儲(chǔ)芯片“從設(shè)備”和USB連接類似于U盤的“從設(shè)備”，則HT42B533芯片不能正常工作，實(shí)現(xiàn)不了其通信協(xié)議的橋接轉(zhuǎn)換功能；

2）軟件開發(fā)的時(shí)候，需要配置匹配的各自通信速率，以免出現(xiàn)通信數(shù)據(jù)解析亂碼；

最后總結(jié)

HT42B533芯片應(yīng)用電路方案只是解決這類通信協(xié)議互相轉(zhuǎn)換的一個(gè)方案，不知面對(duì)此問題，工程師在之前的項(xiàng)目開發(fā)中，是采用什么芯片電路方案解決的？