探索Microchip低引腳數(shù)USB開發(fā)套件：開啟USB設(shè)計新征程

在當(dāng)今數(shù)字化時代，USB技術(shù)已經(jīng)成為電子設(shè)備中不可或缺的一部分。Microchip的低引腳數(shù)USB開發(fā)套件為電子工程師提供了一個便捷、低成本的平臺，用于評估和開發(fā)USB應(yīng)用。今天，我們就來深入了解一下這個開發(fā)套件。

文件下載：DV164126.pdf

套件概述

Microchip的低引腳數(shù)USB開發(fā)套件旨在為評估PIC18F1XK50和PIC16F145X USB微控制器的功能提供一個簡單、經(jīng)濟(jì)的解決方案。它不僅提供了硬件開發(fā)平臺，還與Microchip應(yīng)用庫（MLA）中的豐富USB固件、軟件、驅(qū)動程序和實(shí)用工具緊密結(jié)合，加速從概念到原型的USB設(shè)計過程。

套件內(nèi)容

套件包含以下主要組件：

• 一塊完全組裝好的低引腳數(shù)USB開發(fā)板。
• 一個PIC18F14K50 ICD擴(kuò)展頭。
• 一片PIC16F1459樣品芯片。
• 一個PICkit? 3調(diào)試器/編程器（部分套件包含）。
• 一個DB9零調(diào)制解調(diào)器迷你適配器。
• 10針公對公接頭。
• 一根USB A到迷你B電纜。
• 一份快速入門指南。

開發(fā)板布局

開發(fā)板的布局設(shè)計合理，包含多個重要組件：

• USB迷你B連接器：用于連接USB主機(jī)。
• PICkit 2/3 Style ICSP?編程頭：分別用于編程PIC18F1XK50和PIC16F145X設(shè)備。
• LED指示燈：連接到PORTC，方便調(diào)試和狀態(tài)指示。
• 微控制器：可選擇PIC18F1XK50或PIC16F1459。
• RJ-11連接器占位符：可用于擴(kuò)展功能。
• SSOP擴(kuò)展：提供更多的引腳擴(kuò)展。
• RS-232連接器：用于串口通信。
• MAX3232 RS-232線路驅(qū)動器/接收器：實(shí)現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換。
• PICkit串行分析儀頭：部分板子未安裝。
• 用戶可寫絲印區(qū)域：方便標(biāo)記和記錄。
• PICtail?子板擴(kuò)展頭：用于擴(kuò)展功能。
• 原型制作區(qū)域：方便進(jìn)行電路實(shí)驗(yàn)。
• EUSART收發(fā)器：實(shí)現(xiàn)串口通信。
• 外部設(shè)備擴(kuò)展占位符：可連接外部設(shè)備。
• 12 MHz晶體：用于PIC18F1XK50設(shè)備的USB操作。
• MCLR/RA3按鈕：復(fù)位按鈕。
• 電位器：連接到RB4/AN10，可用于模擬輸入。
• RC5按鈕：用于用戶輸入。

PIC18F14K50 ICD調(diào)試頭

PIC18F1XK50微控制器的PGC/PGD引腳與USB D+/D-引腳復(fù)用，這給調(diào)試帶來了一定的挑戰(zhàn)。為了解決這個問題，開發(fā)套件提供了一個專用的In-Circuit Debugging（ICD）板，其中包含特殊的PIC18F14K50芯片，將USB D+/D-引腳與ICSP?編程/調(diào)試PGC/PGD引腳解復(fù)用，從而實(shí)現(xiàn)對USB固件項目的有效調(diào)試。

快速上手

開箱即用的演示固件

開發(fā)套件中的PIC16F1459微控制器預(yù)編程了示例USB演示固件，展示了USB微控制器與自定義PC主機(jī)軟件程序（HID PnP Demo.exe）之間的基本USB通信。要運(yùn)行演示程序，需要先下載并安裝Microchip應(yīng)用庫（MLA），它包含了各種示例應(yīng)用項目和資源的源代碼。

使用演示固件和PC軟件

1. 連接開發(fā)板：使用提供的USB迷你B到全尺寸A電纜將開發(fā)板連接到基于x86或x64的Microsoft Windows?計算機(jī)。
2. 自動上電和枚舉：開發(fā)板由USB總線供電，上電后自動開始USB枚舉序列。
3. 驅(qū)動安裝：PC應(yīng)自動檢測USB設(shè)備并安裝標(biāo)準(zhǔn)的Human Interface Device（HID）類驅(qū)動程序。
4. 運(yùn)行演示程序：在MLA中找到“HID PnP Demo.exe”程序并運(yùn)行。該程序可以與USB設(shè)備進(jìn)行通信，實(shí)現(xiàn)雙向USB通信和“即插即用”操作。

重新編程微控制器

完成演示固件的實(shí)驗(yàn)后，可以使用MLA中的現(xiàn)有USB固件項目重新編程微控制器。需要安裝MPLAB X和最新的MPLAB X C8編譯器，并選擇正確的MPLAB X構(gòu)建配置。

編程PIC18F14K50的特殊考慮

由于PIC18F1XK50的PGC/PGD引腳與USB D+/D-引腳復(fù)用，重新編程時需要先拔下USB電纜，以避免I/O引腳沖突。具體步驟如下：

1. 從開發(fā)板上拔下USB電纜。
2. 將ICSP編程器（如PICkit? 3）連接到開發(fā)板。
3. 在MPLAB X IDE中配置編程器，使其為目標(biāo)板供電，并提供3.3V標(biāo)稱電壓。
4. 使用ICSP編程器編程微控制器。
5. 完成編程后，拔下ICSP編程器，重新連接USB電纜測試新編程的固件項目。

使用PIC16F1454和PIC16F1455設(shè)備

PIC16F1454和PIC16F1455設(shè)備可以插入開發(fā)板的20引腳DIP插座，但需要注意引腳連接。使用這些設(shè)備時，還需要對RS-232 UART接口進(jìn)行特殊配置。

USB應(yīng)用開發(fā)

USB設(shè)備類選擇

在開發(fā)新的USB應(yīng)用時，需要選擇合適的USB設(shè)備類。常見的USB設(shè)備類包括：

• Human Interface Device（HID）類：適用于實(shí)現(xiàn)USB人機(jī)接口產(chǎn)品，如鼠標(biāo)、鍵盤等，也可用于發(fā)送通用應(yīng)用特定數(shù)據(jù)。它具有“即插即用”的特點(diǎn)，但數(shù)據(jù)傳輸速率有限。
• Communication Device Class（CDC）類：適用于將基于RS232的串行端口硬件設(shè)計遷移到USB。它可以模擬COMx串行端口，但需要用戶安裝驅(qū)動程序，并且在錯誤處理和“即插即用”實(shí)現(xiàn)方面存在一些問題。
• Mass Storage Device（MSD）類：適用于實(shí)現(xiàn)USB閃存媒體設(shè)備和讀卡器。它將設(shè)備顯示為新的“驅(qū)動器”，但不提供通用USB數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠脩艏堿PI。
• Custom/Vendor Defined類：允許用戶自定義通信協(xié)議和命令集，具有很高的靈活性。但需要安裝自定義驅(qū)動程序。

開發(fā)USB應(yīng)用的提示

在開發(fā)USB應(yīng)用時，可能會遇到一些常見問題，如USB枚舉問題。這些問題通常是由硬件問題、軟件配置問題或代碼編輯過程中引入的錯誤引起的。為了解決這些問題，可以采取以下措施：

• 檢查硬件連接：確保D+/D-引腳和VUSB/VUSB3V3引腳連接正確，避免額外的電阻和寄生電容。
• 檢查軟件配置：確保振蕩器設(shè)置和配置位設(shè)置與USB操作兼容，以及硬件配置文件正確配置。
• 使用版本控制和硬件協(xié)議分析儀：使用SVN存儲庫進(jìn)行代碼管理，以便回滾到之前的工作版本。同時，投資購買硬件USB協(xié)議分析儀，幫助調(diào)試USB通信。

總結(jié)

Microchip的低引腳數(shù)USB開發(fā)套件為電子工程師提供了一個強(qiáng)大的平臺，用于開發(fā)USB應(yīng)用。通過了解套件的內(nèi)容、布局和使用方法，以及掌握USB設(shè)備類的選擇和開發(fā)技巧，工程師可以更加高效地進(jìn)行USB設(shè)計。你在使用這個開發(fā)套件的過程中遇到過哪些問題？你對哪種USB設(shè)備類更感興趣？歡迎在評論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)和想法。