USB 接口設計

• USB 接口簡介：USB 3.0 采用高速的全雙工模式，增加了兩對差分對，而 USB 2.0 在寫數(shù)據(jù)時不能讀數(shù)據(jù)，屬于半雙工模式。這一區(qū)別使得 USB 3.0 在數(shù)據(jù)傳輸效率上有了顯著提升。
• USB3.0 介紹：USB3.0 提供了更高的每秒 5Gbps 傳輸速度，相比之下，USB2.0 僅為 480Mbps。它還對需要更大電力支持的設備提供了更好的支持，USB3.0 的總線電力供應可達 900mA，而 USB2.0 為 500mA。此外，USB3.0 增加了新的電源管理功能，除了激活 (ACTIVE) 和掛起 (SUSPEND) 之外，還支持空閑 (FASTEXITIDLE) 和睡眠 (SLOW EXIT IDLE) 兩種電源管理模式。其采用對偶單純形四線制差分信號線，支持雙向并發(fā)數(shù)據(jù)流傳輸，這也是新規(guī)范速度猛增的關(guān)鍵原因。在原有 4 線結(jié)構(gòu)（電源， 地線，2 條數(shù)據(jù)線）的基礎上，USB 3.0 再增加了 4 條線路，用于接收和傳輸信號，不管是線纜內(nèi)還是接口上，總共有 8 條線路。
  
• USB 接口設計：在進行 USB 接口設計時，需要充分考慮其電氣特性和信號傳輸要求，確保數(shù)據(jù)的穩(wěn)定傳輸。
  
  

RS232 接口設計

• 原理圖：在 UART232 的設計中，串口上拉是一個重要的環(huán)節(jié)。UART232 的 RX 工作中處于輸入狀態(tài)，為了避免 RX 不定電平的噪聲導致輸入亂碼等問題，加上拉可以確定電平。一般情況下，9、12 管腳處于浮空狀態(tài)，外面的噪聲可能會誤觸發(fā)成低或者高，從而誤以為接收到數(shù)據(jù)。由于 232 協(xié)議輸入信號以低電平作為數(shù)據(jù)接收的開始，加上拉就是為了在沒有數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r候保持高電平，使噪聲成為無效傳輸。雖然 TX 上加也是可以的，但硬件工程師們通常默認在 RX 上接上拉電阻，當 RX 連接了其他工程師的 TX 時，就相當于對方的 TX 也上拉了。
  
• 基本參數(shù)：RS232 接口的基本參數(shù)包括載波檢測 (DCD - Data Carrier Detect)、接受數(shù)據(jù) (RXD - Receive Data)、發(fā)出數(shù)據(jù) (TXD - Transmit Data)、數(shù)據(jù)終端準備好 (DTR - Data Terminal Ready)、信號地線 (SG - System Ground)、數(shù)據(jù)準備好 (DSR - Data Set Ready)、請求發(fā)送 (RTS - Request to Send)、清除發(fā)送 (CTS - Clear to Send) 以及振鈴指示 (RI - Ring Indicator) 等。
  

電平轉(zhuǎn)換 & PS2

• 電平轉(zhuǎn)換：電平轉(zhuǎn)換在電路設計中也非常重要。例如，將內(nèi)部 1V8 轉(zhuǎn)換成 3V3 ，B 端對外，并且 B 端的電壓一定比 A 端高。還有一種情況，其中有一個管腳是 DIR 為方向控制的電路，只需要對 DIR 進行訪問。如 B→A，只需要將 DIR 拉低。如果需要切換方向，可以將 DIR 接到 GPIO 控制電平。雖然很多單片機是支持容忍 5V 的，但為了電路的安全可靠，還是需要加上一個電平轉(zhuǎn)化。
  
  
• PS2 接口：PS2 接口由數(shù)據(jù)、時鐘、電源、地組成，是一個非常老式的接口。對外的接口通常會放置一些 ESD，并加上附近的小電容防靜電，大電容濾波。磁珠是最好的隔離外殼地和信號地的元器件。
  

USB&GE 接口

• GigE 接口電路設計：在 GigE 接口電路設計中，需要注意 GMAC 是差分走線，并在變壓器在 PCB 布線時挖空。因為變壓器里面是線圈，會干擾到地，使地不再是干凈的信號地。
  
• USB 接口電路設計：包括 USB2.0 原理圖、變壓器以及主從區(qū)分等方面。在區(qū)分主從時，是因為信號線里面有 ID 來區(qū)別。當設備又做主又做從時，可以將 ID 接到 MCU 的 GPIO ，置高為主，置低為從。
  
  
  
  
• DVI/HDMI 接口設計：在 DVI/HDMI 接口設計中，EEPRAM 中存儲的是顯示器 ID ，告訴 MCU 后，顯卡就去讀取適配顯示器。同時，還需要注意做 ESD 和阻抗匹配，進行電平轉(zhuǎn)換。RGB 最后轉(zhuǎn)換成模擬信號，是高速的敏感的模擬信號，需要按模擬信號的要求去走線，如和數(shù)字信號隔離、模擬地和數(shù)字地要單點接地、走線最好走弧形線、包地（防止電磁干擾）等。
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