[5] PCB - Konwerter UART - USB układ MCP 2200

W tym poście chciałbym przedstawić projekt płytki PCB z konwerterem UART na USB.

Wstęp

Konwersja sygnału z UART na USB będzie wykonywana za pomocą układu MCP2200 firmy Microchip. Układ produkowany jest w trzech rodzajach obudowy QFN, SOIC, SSOP.

Rys. 1.1. MCP2200 opis pinów [1] 

Każdy z wyprowadzeń pełni odpowiednią funkcję:

• VDD - zasilanie,
• VSS - masa;
• G0/SSPND - pin I/O, w funkcji alternatywnej pin do zawieszenia bądź wznowienia transmisji,
• GP1/USBCFG - pin konfiguracyjny dla USB,
• GP2 - pin I/O,
• GP3 - pin I/O,
• GP4 - pin I/O,
• GP5 - pin I/O,
• GP6/RX_LED - pin I/O, wykorzystywany w funkcji alternatywnej do informacji o statusie transmisji przychodzącej.
• GP7/TX_LED - pin I/O, wykorzystywany w funkcji alternatywnej do informacji o statusie transmisji informacji wysyłanej,
• OSC1 - podłączenie oscylatora,
• OSC2 - podłączenie oscylatora,
• RST - Reset,
• TX - wyjście TX,
• RX - wyjśćie RX,
• D+ - USB D+,
• D- - USB D-,
• VUSB - zasilanie z USB, do tej nóżki musi być podłączony kondensator ceramiczny,
• CTS - sprzętowa kontrola transmisji (Clear to Send),
• RTS - sprzętowa kontrola transmisji (Request to Send),

W celu taktowania układu powinien zostać podłączony rezonator kwarcowy 12MHz pomiędzy wyprowadzenia OSC1 i OSC2. Powinien on pozwolić na zapewnienie dokładności taktowania wynoszącej +/- 0,25%.

Do wyprowadzenia VDD oraz VUSB należy podłączyć kondensatory filtrujące. W przypadku pinu VUSB wartość kondensatora nie może przekraczać 10uF.

Projekt schemat

Do projektu wykorzystałem następujące komponenty:

• dwa kondensatory 22pF obudowa 1206;
• rezystor 10kOhm obudowa 0805;
• dwa rezystory 1kOhm obudowa 0805;
• kondensator 470n obudowa 603;
• kondensator 1u obudowa 1210;
• kwarc 12 MHz;
• sześć goldpinów męskich;
• złącze USB standardowe;
• cewka 10uH;

Schemat wygląda następująco:

Rys. 1.2. Schemat konwertera UART na USB

Głównym elementem jest układ MCP2200. Dławik L1 podłączony z C1 służy do niwelowania zaburzeń sygnału. Oscylator wraz z towarzyszącymi mi kondensatorami pozwala na odpowiednie taktowanie układu. Piny Tx oraz Rx zostały dodatkowo wyposażone w diody sygnałowe, które będą informować użytkownika o transferze danych w jedną bądź drugą stronę. 

Projekt PCB

Poniżej przedstawiam zdjęcia poszczególnych warstw. No bokach płytki zostały rozmieszczone wszystkie wyprowadzenia od USB poprzez goldpiny. Układ MCP2200 znajduje się na środku.

Rys. 1.1. Całość

Rys. 1.2. Dolna warstwa

Rys. 1.3. Górna warstwa

Jak można zaobserwować na ostatnim rysunku wymiary płytki wynoszą 6 na 3,3 cm.

Bibliografia 

[1]           MCP2200 - Datasheet