通用串行總線收發器MIC2550及其應用

摘要：MIC2550是Micrel公司推出的新型單片通用串行總線收發器集成電路。該芯片符合通用串行總線（USB）規范V1.1標準,支持全速12Mb/s操作;MIC2550的功耗特別低,并可在低于2.5V的電壓下正常工作。文章介紹了MIC2550的基本特點、引腳功能、主要參數和典型應用電路。

??? 關鍵詞：USB 收發器 接口電路 電源 MIC2550

1 概述

MIC2550是Micrel公司推出的新型單片通用串行總線決器集成電路。該芯片完全符合通用串行總線（USB）的物理層規范。支持全速12Mb/s和低速1.5Mb/s的雙電源電壓操作。采用電源電壓工作是MIC2550的一個重要特點。正是這一特點,保證了MIC2550能夠使系統中的I/F和I/O信號具有各自獨立的USB電源參考電壓VBUS,從而保證了它們在低于2.5V的電壓時仍可正常工作。這一特點還保證了系統接口可以方便地工作在它的中心電壓上而無需增加緩沖邏輯,同時也減少了整個系統的操作電流。

MIC2550通用串行總線收發器除具有上述特點外,還具有如下主要特點：

●符合通用串行總線（USB）規范1.1標準;

●在低于2.5V的電壓下仍可正常工作;

●采用雙電源電壓操作;

●支持全速12Mb/s和低速1.5Mb/s操作;

●具有高低速率選擇引腳,可進行速率選擇中斷;

●功耗特別低。因而在與通用串行總線（USB）接口時,其所必需的懸浮電流很低;

●采用小型14腳TSSOP封裝。

MIC1550通用串行總線收發器以其諸多優點可廣泛應用于個人數字助理（PDA）、筆記本電腦和多功能蜂窩電話等領域。

2 引腳功能和內部結構

2.1 引腳功能

MIC2550通用串行總線收發器采用14腳雙列貼片式TSSOP封裝形式,它的引腳排列如圖1所示。表1所列為各引腳的功能說明。

表1 MIC2550的引腳功能說明

2.2 內部結構

MIC2550通用串行總線收發器可用來為不含USB接口的系統和其它外部設備提供具有USB接口的設計方案。在低達2.5V時,MIC2550仍可提供滿足USB物理層規范的正常操作。圖2是MIC2550的內部結構原理圖。從圖中可以看出：在VBUS的作用下,MIC2550可以進行穩定的收發操作。而系統電壓VIF則可提供系統數字I/O線（VP,VM,RCV,OE#,SPD和SUS等）到系統接口的參考電壓。另外,MIC2550還可為USB到系統電源電壓之間提供電源管理。此時的VIF就是系統的主電源。

3 主要參數

3.1 主要工作參數

MIC2550收發器的（VBUS）工作電源電壓范圍為4.0～5.25V,通常選用的工作電源電壓（VBUS）為5.0V;而系統接口的I/F電源電壓（VIF）范圍在2.5～3.6V時,一般選用的I/F電源電壓為3.0V。其它主要工作參數如下：

系統I/F電源電流IIF：1～2μA;

USB電源電流IBUS（正常值）：140μA;

在ITRM為2.5mA時的最小和最大終止電壓分別為3.0V和3.6V;

低電平輸入電壓VIL：≤0.15VIF;

低電平輸出電壓VOL：0.1V;

高電平輸入電壓VIH：≥0.85VIF;

高電平輸出電壓VOH：≥0.9VIF;

輸入電路漏電流IIL：±5μA;

工作溫度范圍：-40～+85℃;

結溫：160℃。

3.2 極限參數

MIC2550的主要極限參數如下：

最大電源電壓：+6.5V;

最小輸入電壓：0.5V;

最大輸入電壓：5.5V;

D+和D-端口最大輸出電流（ID+,ID-）：±50mA;

其余端口最大輸出電流：±15mA;

輸入電流：±50mA;

存儲溫度范圍：-65～150℃。

4 應用電路

4.1 收發使能

MIC2550通用串行總線收發器利用OE#腳的狀態來控制芯片的接收和發送。OE#為1時,芯睡處于接收狀態;而當OE#為0時,MIC2550處于發射狀態。表2和表3分別列出了接收狀態和發射狀態時MIC2550各輸入和輸出引腳的狀態。

4.2 應用電路

圖3所示是MIC2550的典型應用電路。圖中VTRM用來提供速度選擇。在3.3V時的終止電源電壓范圍為±10%。該腳到地之間至少用連接一個0.47μF的去藕電容。該電路選用的電容量為1μF。另外,還應在該引腳D+或D-線之間連接一個1.5kΩ的電阻,以分別適應全速低速操作。

表2 接收上狀態時輸入/輸出引腳狀態

表3 發射狀態時的輸入/輸出引腳狀態

工作時,如果SUS端為高電平,則電路的功耗將降至最低。而此時如果VTRM保持正常,那么,RCV、VP和VM仍然能使器件保持USB性能。這一特點在器件為接收狀態時完全可以采用,因為這樣可以在接收等待時將電路的功耗降至最小。