【应用】USB设计最佳性价比核“芯”，比别人更快一步

时间： 2019-08-29 来源：世强作者：蜡笔小芯

技术问答

【摘要】本文阐述了基于高集成度8位MCU的USB接口连接设计方案，相比于传统的方案，EFM8UB的设计省去了MCU与设备USB之间的USB转串口，直接连接，节省了开发成本，简化开发难度。

USB作为一个我们日常中使用最多的电子设备接口，许多工程师在设计的时候会遇到各种各样的问题，其中USB的设计难点主要有三个方面：
1）硬件外围需求多
2）数据通讯稳定性
3）固件

EFM8UB是SILICON LABS专门针对有USB需求的设计方案推出的一款专用芯片。EFM8UB属于Universal Bee系列MCU，为业界集成度最高、带USB接口的混合信号8位MCU。EFM8UB2搭载高精度振荡器、时钟恢复电路以及集成收发器，不需要任何外部元件即可用于所有全速USB应用，设计起来非常简单。Silicon Labs还提供了USB库文件，在开发的时候直接调用发送接收即可。EFM8UB的另外一个优势，除了USB功能之外，还附带MCU相关资源，比如串口，SPI，SMBUS等。

许多设计的方案与外接USB接口连接的方案都是：MCU—USB转串口—设备USB接口。而EFM8UB的设计是：MCU—设备USB接口。MCU直接与设备连接，主要有以下好处：
1）省掉了USB转串口芯片，节省了开发成本
2）简化了开发难度
3）节省了PCB空间

设计原理如下：

图1：EFM8UB USB接口连接方案原理图

其中需要特别注意的一点，保护器件 TVS SP0505是需要设计进去的，它提供了MCU端与设备端的保护作用。如果没有增加这个器件，那么很有可能出现的情况：
1）USB无法识别
2）USB识别后，但是热插拔会导致设备端软件死机

下面我们再来详细了解下EFM8UB的关键特征，以帮助我们更好地运用其做产品设计。
1）C8051内核，具有最高操作频率48MHz
2）多达40个多功能I/O口
3）支持USB2.0全速和低速操作，具有1kB缓存，无需外部晶体
4）1路10位差分ADC和2个模拟比较器
5）内置精度达±0.25%的48MHz晶振
6）2个UART，1个SPI，2个I2C

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