FT905/6/7/8嵌入式微控制器：高集成度與低功耗的完美結合

在嵌入式應用領域，一款性能卓越、功能豐富的微控制器往往是產品成功的關鍵。今天，我們就來深入了解一下Future Technology Devices International（FTDI）公司推出的FT905/6/7/8系列嵌入式微控制器，看看它為我們帶來了怎樣的驚喜。

文件下載：FT905Q-T.pdf

一、產品概述

FT90x系列包含FT905、FT906、FT907和FT908這四款完全集成的32位RISC片上系統(tǒng)（SoC）微控制器，專為嵌入式應用設計，具備高度集成和低功耗的顯著特點。其運行頻率高達100MHz的高性能、低功耗32位FT32core處理器，為各種復雜應用提供了強大的計算能力。

二、主要特性

（一）處理器與內存

1. 高性能處理器：FT32core處理器以100MHz的頻率運行，搭配256kB的片上閃存和256kB的片上影子程序內存，以及64kB的片上數據內存，為程序運行和數據存儲提供了充足的空間。
2. 零等待狀態(tài)：具備真正的零等待狀態(tài)（0WS），每兆赫茲性能可達3.1 DMIPS，確保了高效的數據處理。

（二）通信接口

1. USB接口：集成了一個USB2.0 EHCI兼容主機控制器和一個USB2.0外設控制器，支持高速（480Mbit/s）、全速（12Mbit/s）和低速（1.5Mbit/s）的數據傳輸，還支持等時、中斷、控制和批量傳輸，同時支持USB電池充電規(guī)范Rev 1.2。
2. 以太網接口：FT905和FT906支持10/100Mbps以太網，符合IEEE 802.3/802.3u標準，為網絡通信提供了可靠的保障。
3. CAN總線接口：FT905和FT907配備兩個CAN控制器，支持CAN協(xié)議2.0的A和B部分，數據速率高達1Mbit/s，適用于汽車和工業(yè)等領域的通信需求。
4. SPI和I2C接口：一個SPI主設備支持單/雙/四模式數據傳輸，時鐘速率高達25MHz；一個SPI從設備支持單數據傳輸，時鐘為25MHz。I2C總線接口可配置為主設備或從設備，支持標準/快速/快速加/高速模式數據傳輸，最大數據傳輸速率可達3.4Mbit/s。
5. UART接口：UART接口可配置為一個全可編程UART0或兩個簡單的UART0和UART1，具備CTS / RTS控制功能。

（三）其他特性

1. 實時時鐘：支持32.768 kHz實時時鐘，使用內部調節(jié)器電壓，無需外部電池供電，可產生特定日期/時間設置的報警中斷，硬件復位不影響RTC計數器。
2. 調試接口：支持一線調試器，可將固件下載到閃存或影子程序內存，還支持軟件調試。
3. 定時器和PWM：擁有四個用戶定時器，具備預分頻和看門狗功能，支持7個獨立的PWM通道，其中通道0和1可配置為PCM 8位/16位立體聲音頻輸出。
4. ADC和DAC：支持兩個10位DAC 0/1通道輸出，采樣率約為1 MS/s；支持四個10位ADC 1/4通道輸入，采樣率高達約960 KS/s。
5. 電源管理：采用單3.3伏電源供電，內置1.2 V穩(wěn)壓器，支持VBUS電源切換和過流控制，提供上電復位（POR）信號以指示穩(wěn)壓器穩(wěn)定。工作溫度范圍為 -40°C至85°C，適用于各種惡劣環(huán)境。

三、典型應用

FT90x系列微控制器適用于多種應用場景，如家庭安全系統(tǒng)、家庭自動化、嵌入式音頻應用、電機驅動和應用控制、電表、CCTV監(jiān)控、工業(yè)自動化、醫(yī)療設備、儀器儀表和數據采集系統(tǒng)等。不同的型號在功能上有所側重，用戶可以根據具體需求進行選擇。例如，FT905支持CAN總線和以太網功能，適用于需要同時進行現場總線通信和網絡通信的應用；FT906支持以太網但不支持CAN總線，更適合側重于網絡通信的場景；FT907支持CAN總線但不支持以太網，適用于現場總線通信需求較大的應用；FT908則不支持CAN總線和以太網功能，可用于對通信要求較低的應用。

四、引腳與封裝

（一）引腳描述

文檔詳細介紹了FT905在QFN - 76和LQFP - 80兩種封裝下的引腳配置和功能。每個引腳都有明確的類型（如輸入、輸出、電源等）和詳細的描述，工程師在設計電路時可以根據這些信息進行合理的引腳分配和連接。例如，CAN0_TXD/GPIO15引腳既可以作為CAN0的發(fā)送輸出，也可以作為通用輸入輸出引腳使用，默認情況下為GPIO輸入，內部下拉。

（二）封裝參數

FT90x系列提供了緊湊的無鉛76引腳QFN和80引腳LQFP封裝，所有封裝均符合RoHS標準。文檔中給出了兩種封裝的詳細尺寸、標記和焊料回流曲線參數，方便工程師進行PCB設計和焊接工藝的選擇。

五、電氣特性

（一）絕對最大額定值

文檔明確給出了FT90x系列設備的絕對最大額定值，包括存儲溫度、環(huán)境溫度、電源電壓等參數。超過這些額定值可能會對設備造成永久性損壞，因此在使用過程中必須嚴格遵守。

（二）直流特性

詳細描述了設備在不同工作模式下的電壓、電流等參數，如I/O操作電源電壓、電源關斷電流、空閑電流、系統(tǒng)工作電流等。這些參數對于評估設備的功耗和性能非常重要，工程師可以根據這些數據進行電源設計和功耗優(yōu)化。

（三）交流特性

包括系統(tǒng)時鐘、RTC時鐘、USB I/O引腳、以太網I/O引腳、I2C總線I/O引腳和SPI I/O引腳的動態(tài)特性。例如，系統(tǒng)時鐘的頻率、抖動、占空比等參數，以及各種接口的信號上升/下降時間、匹配時間等，這些參數對于確保設備的正常通信和數據傳輸至關重要。

六、應用信息

（一）晶體振蕩器

晶體振蕩器可工作在12MHz頻率，有兩種配置方式：一種是使用外部晶體和電容，芯片內部集成反饋電阻；另一種是直接輸入12MHz外部時鐘信號。工程師可以根據實際需求選擇合適的配置方式。

（二）RTC振蕩器

RTC振蕩器使用32.768 kHz晶體和電容，也可以直接輸入外部32.768 kHz時鐘信號。同樣，工程師需要根據具體情況進行選擇。

（三）標準I/O引腳配置

標準I/O引腳具有多種配置模式，如輸出驅動使能、輸出驅動能力控制、輸出擺率控制、開漏輸出、上拉/下拉輸入、保持器輸入和施密特觸發(fā)器輸入等。默認配置為除GPIO 0/1/2外的輸入下拉，所有I/O引腳都具有ESD保護。

（四）USB和以太網接口

文檔給出了USB2.0外設和主機接口以及10/100 Mb/s以太網接口的連接示例和配置方法。在設計USB接口時，需要注意提供合適的電源和參考電壓；在設計以太網接口時，需要通過1:1磁變壓器和RJ - 45進行連接，并提供合適的電源和參考電壓。同時，文檔還介紹了在不使用以太網和USB外設時的連接方法，以確保設備的正常工作。

七、總結

FT905/6/7/8系列嵌入式微控制器以其高度集成的功能、低功耗的特性和豐富的接口，為嵌入式應用提供了一個強大而靈活的解決方案。無論是在家庭自動化、工業(yè)控制還是醫(yī)療設備等領域，都能發(fā)揮出其獨特的優(yōu)勢。作為電子工程師，我們可以根據具體的應用需求，充分利用這些特性，設計出更加高效、可靠的嵌入式系統(tǒng)。但在使用過程中，我們也需要嚴格遵守設備的電氣特性和應用要求，確保設備的正常運行。你在使用類似微控制器的過程中，遇到過哪些有趣的問題呢？歡迎在評論區(qū)分享你的經驗。