FT2232HL 是 FTDI 公司開發(fā)的一款多功能高速 USB 轉(zhuǎn)雙串行接口轉(zhuǎn)換器芯片，專為將 USB 接口轉(zhuǎn)化為多個標準串行接口提供了方便的解決方案。其支持雙通道工作模式，可以配置為兩個獨立的串行 UART 或 FIFO 通信端口，適用于多種嵌入式系統(tǒng)設(shè)計中。FT2232HL 提供了一種便捷的方式，將傳統(tǒng)的串行通信設(shè)備接入到現(xiàn)代的 USB 系統(tǒng)中，從而簡化了系統(tǒng)設(shè)計和設(shè)備與電腦的連接需求。接下來我們將詳細介紹 FT2232HL 的常見型號、參數(shù)、工作原理、特點、作用和應(yīng)用。

常見型號

FT2232HL 是 FTDI 系列芯片的一員，具有不同封裝和配置以滿足多樣化的應(yīng)用需求。常見型號包括：

1. FT2232H：該型號為 FT2232HL 的基本版本，支持 USB 2.0 高速連接，提供雙獨立通道的串行或并行接口。此芯片可用于多種設(shè)備，比如嵌入式系統(tǒng)調(diào)試工具和 USB 轉(zhuǎn) FPGA 編程接口等。

2. FT2232HL：這是該系列的 LQFP64 封裝版本。LQFP64 封裝具有小尺寸、高集成度的特點，適用于空間有限的應(yīng)用場景，如便攜式設(shè)備或嵌入式模塊中。

3. FT2232D：該型號相較于 FT2232HL 封裝有所不同，主要支持 USB 1.1 和 USB 2.0 全速模式，而不是高速模式，適用于速率需求不高的應(yīng)用。

參數(shù)

FT2232HL 作為一款高速 USB 轉(zhuǎn)串行接口芯片，具有多項重要的技術(shù)參數(shù)：

1. USB 接口：

• 支持 USB 2.0 高速（480 Mbps）

• 兼容 USB 1.1 全速和低速

• 內(nèi)置晶體振蕩器，無需外部時鐘

2. 數(shù)據(jù)傳輸：

• 支持高達 12 Mbps 的串行數(shù)據(jù)傳輸速率

• 支持高達 60 Mbps 的并行 FIFO 模式傳輸速率

3. 通道數(shù)量：

• 雙通道：可配置為兩個獨立的 UART、FIFO、JTAG、SPI 或 I2C 接口

4. 封裝形式：

• 64 引腳的 LQFP 封裝（FT2232HL 型號）

5. 電源電壓：

• 核心電壓：1.8V

• I/O 電壓：3.3V（可支持 5V 容忍）

6. 內(nèi)置 EEPROM：

• 支持外接 EEPROM 用于存儲設(shè)備配置，如 USB VID、PID 以及設(shè)備描述符

7. 驅(qū)動支持：

• 提供 Windows、Linux、Mac OS 等多種操作系統(tǒng)下的驅(qū)動支持

8. 支持的接口模式：

• UART、JTAG、SPI、I2C、FIFO、MPSSE（Multi-Protocol Synchronous Serial Engine）

工作原理

FT2232HL 的核心工作原理是通過 USB 協(xié)議將數(shù)據(jù)從 PC 傳輸?shù)酱薪涌冢⑼ㄟ^其內(nèi)部的控制器將 USB 數(shù)據(jù)包解析為串行數(shù)據(jù)。在 PC 上，F(xiàn)T2232HL 被識別為標準的 USB 設(shè)備，通過驅(qū)動程序的支持，PC 可以將數(shù)據(jù)寫入到 FT2232HL 的內(nèi)部緩沖區(qū)，隨后芯片將數(shù)據(jù)通過串行接口發(fā)送到外部設(shè)備。

FT2232HL 內(nèi)置了雙通道結(jié)構(gòu)，每個通道都可以獨立配置為不同的接口模式，例如 UART 和 FIFO。每個通道的串行數(shù)據(jù)均通過芯片內(nèi)部的緩沖區(qū)進行暫存與管理，確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性與效率。此外，F(xiàn)T2232HL 內(nèi)部的 MPSSE 引擎使得芯片可以被配置為更復雜的同步串行協(xié)議，如 JTAG 或 SPI。通過配置 EEPROM，用戶可以靈活設(shè)置芯片的功能模式以及 USB 描述符信息，以適應(yīng)不同的應(yīng)用場景。

特點

1. 雙通道設(shè)計：FT2232HL 的一大特點是其雙通道架構(gòu)，每個通道可以獨立配置為不同的工作模式。這使得其能夠同時處理多個接口協(xié)議，提高系統(tǒng)集成度與設(shè)計靈活性。

2. 高速 USB 支持：FT2232HL 支持 USB 2.0 高速模式，最大傳輸速率可達 480 Mbps，極大提升了數(shù)據(jù)傳輸?shù)男?，適用于對速率要求較高的應(yīng)用場景。

3. 多協(xié)議支持：芯片支持多種串行通信協(xié)議，包括 UART、FIFO、JTAG、SPI 和 I2C，可以廣泛應(yīng)用于不同的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計中。此外，MPSSE 引擎提供了對同步串行協(xié)議的靈活支持，增加了應(yīng)用的多樣性。

4. 低功耗設(shè)計：FT2232HL 的低功耗特點適用于需要長時間運行的設(shè)備。此外，其支持 3.3V 的 I/O 電壓，具有更好的功耗管理能力。

5. 驅(qū)動支持廣泛：FTDI 為 FT2232HL 提供了全面的驅(qū)動程序支持，包括 Windows、Linux、Mac OS 等主流操作系統(tǒng)，這大大簡化了開發(fā)和應(yīng)用過程。

6. 可編程 EEPROM：FT2232HL 支持外接 EEPROM 存儲設(shè)備的配置參數(shù)，如 USB VID、PID 和設(shè)備字符串等，用戶可以根據(jù)需要對設(shè)備進行個性化設(shè)置。

作用

FT2232HL 在嵌入式系統(tǒng)開發(fā)、調(diào)試和生產(chǎn)中具有廣泛的應(yīng)用作用。具體來說：

1. USB 轉(zhuǎn)串行通信：FT2232HL 主要作用是將現(xiàn)代 USB 接口轉(zhuǎn)換為標準的串行接口，如 UART 或 SPI。它為傳統(tǒng)的串行通信設(shè)備提供了一個與 USB 設(shè)備兼容的解決方案，便于設(shè)備與 PC 或其他主機通信。

2. JTAG 和 SPI 調(diào)試：由于其支持 JTAG 和 SPI 等同步串行協(xié)議，F(xiàn)T2232HL 可以用于開發(fā)和調(diào)試嵌入式系統(tǒng)，特別是 FPGA 或微控制器的編程和調(diào)試。

3. 多協(xié)議轉(zhuǎn)換器：FT2232HL 允許設(shè)備設(shè)計者將多種協(xié)議整合到一個 USB 接口上，簡化系統(tǒng)的接口設(shè)計和連接需求。

4. 數(shù)據(jù)傳輸與通信：它適用于高速數(shù)據(jù)傳輸應(yīng)用，如工業(yè)自動化系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)采集設(shè)備和數(shù)據(jù)傳輸接口。

應(yīng)用

FT2232HL 的應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，涵蓋多個行業(yè)和設(shè)備設(shè)計領(lǐng)域：

1. 嵌入式系統(tǒng)調(diào)試：FT2232HL 被廣泛用于嵌入式系統(tǒng)的調(diào)試工具中，尤其是 JTAG 調(diào)試器和 FPGA 編程器。它可以為開發(fā)者提供一個高速、可靠的 USB 轉(zhuǎn) JTAG 通道，用于調(diào)試 FPGA 或微控制器。

2. USB 轉(zhuǎn) UART：許多設(shè)備仍然使用傳統(tǒng)的 UART 接口進行通信，F(xiàn)T2232HL 可以輕松將這些設(shè)備通過 USB 接口與現(xiàn)代計算機連接，常見于工業(yè)設(shè)備、POS 終端、醫(yī)療設(shè)備和通信設(shè)備中。

3. USB 轉(zhuǎn) SPI/I2C：在一些需要與傳感器、存儲器等外設(shè)進行通信的應(yīng)用場景中，F(xiàn)T2232HL 可以充當 USB 轉(zhuǎn) SPI 或 I2C 的轉(zhuǎn)換器，用于測試或開發(fā)過程中數(shù)據(jù)的采集與控制。

4. 多協(xié)議設(shè)備：由于 FT2232HL 支持多種接口協(xié)議，可以用于設(shè)計需要多種通信接口的設(shè)備，如網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、工業(yè)控制設(shè)備等。

5. 工業(yè)自動化：在工業(yè)自動化領(lǐng)域，F(xiàn)T2232HL 可以用作數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中的接口，確保系統(tǒng)通過 USB 接口與控制中心進行實時數(shù)據(jù)交換。

6. 實驗與開發(fā)平臺：在各類硬件開發(fā)板、原型設(shè)計平臺中，F(xiàn)T2232HL 常被用作 USB 通信接口，提供 USB 到串行、JTAG、SPI 等多種協(xié)議的轉(zhuǎn)換功能。

FT2232HL 的設(shè)計優(yōu)勢

FT2232HL 在設(shè)計上展現(xiàn)出了諸多優(yōu)勢，適用于不同類型的電子設(shè)備和系統(tǒng)開發(fā)。以下是一些重要的設(shè)計優(yōu)勢：

1. 靈活的雙通道設(shè)計
   FT2232HL 最突出的特點之一就是其雙通道設(shè)計。這使得用戶可以在一個芯片內(nèi)實現(xiàn)兩種不同的通信方式，例如可以配置一個通道為 UART，用于串行通信；另一個通道配置為 JTAG，用于調(diào)試接口。這種設(shè)計允許設(shè)備實現(xiàn)多任務(wù)并行處理，顯著提高了系統(tǒng)的性能和靈活性。

2. 可編程的通信接口
   FT2232HL 內(nèi)置了 Multi-Protocol Synchronous Serial Engine (MPSSE)，可以配置為各種通信協(xié)議如 SPI、I2C、JTAG 等。這種多功能性使得芯片適用于多種通信場合，特別是在需要用 USB 接口連接外部傳感器或控制器時。

3. 高速數(shù)據(jù)傳輸
   FT2232HL 支持 USB 2.0 高速傳輸，數(shù)據(jù)傳輸速率最高可達 480 Mbps。這對于需要快速交換大量數(shù)據(jù)的應(yīng)用場景，如工業(yè)控制、嵌入式調(diào)試和數(shù)據(jù)采集設(shè)備來說，具有重要的意義。其支持的高數(shù)據(jù)速率確保了在需要實時數(shù)據(jù)交互的系統(tǒng)中能夠高效運作。

4. 多平臺支持
   FT2232HL 提供了對 Windows、Linux 和 Mac OS 等主流操作系統(tǒng)的全面支持。FTDI 提供的驅(qū)動程序使得開發(fā)者可以輕松集成該芯片到不同的平臺中，而無需復雜的底層代碼開發(fā)。同時，F(xiàn)TDI 提供了 D2XX 驅(qū)動程序和虛擬 COM 端口 (VCP) 驅(qū)動程序，使用戶既可以通過 API 進行直接控制，也可以通過串口調(diào)試。

5. EEPROM 配置靈活
   FT2232HL 支持外接 EEPROM，用于存儲設(shè)備的 USB 描述符和其他配置參數(shù)。這使得用戶能夠?qū)υO(shè)備的 VID、PID 以及設(shè)備名稱等進行自定義，進一步增強了設(shè)備的可定制性，特別適合開發(fā)自有品牌的設(shè)備和系統(tǒng)。

6. 小尺寸與低功耗設(shè)計
   采用 LQFP64 小型封裝的 FT2232HL 具有占用空間小的優(yōu)點，特別適合應(yīng)用在嵌入式系統(tǒng)和便攜式設(shè)備中。此外，其低功耗設(shè)計使得該芯片適用于長時間運行的設(shè)備，減少了能耗需求，在電池供電的設(shè)備中尤為重要。

FT2232HL 的具體作用

FT2232HL 在不同場景中可以發(fā)揮重要作用，尤其是在需要 USB 接口的現(xiàn)代電子設(shè)備中。以下是該芯片在實際應(yīng)用中的幾個關(guān)鍵作用：

1. 通信接口橋接器
   FT2232HL 的主要作用是充當 USB 到串行接口的橋接器，能夠在 PC 或其他 USB 主機設(shè)備與 UART、SPI、I2C 等通信接口之間傳輸數(shù)據(jù)。通過這種方式，嵌入式設(shè)備不需要更換原有的通信接口，也能夠輕松與現(xiàn)代 USB 系統(tǒng)對接。

2. 調(diào)試工具
   在 FPGA、MCU 和其他嵌入式設(shè)備的開發(fā)與調(diào)試中，F(xiàn)T2232HL 常用作 JTAG 或 SPI 調(diào)試器。開發(fā)人員可以通過 USB 接口將調(diào)試指令傳輸給目標設(shè)備，以便進行程序加載、調(diào)試和驗證。這大大簡化了嵌入式開發(fā)過程，提高了開發(fā)效率。

3. 數(shù)據(jù)采集與傳輸
   對于工業(yè)自動化、醫(yī)療設(shè)備和傳感器系統(tǒng)等場景，F(xiàn)T2232HL 能夠作為數(shù)據(jù)采集和傳輸?shù)暮诵慕M件，將外部設(shè)備的數(shù)據(jù)通過 USB 接口傳輸?shù)街鳈C進行處理。該芯片提供的高速通信能力可以滿足實時性要求高的應(yīng)用場合。

4. 多功能開發(fā)板接口
   FT2232HL 經(jīng)常出現(xiàn)在各類開發(fā)板中，作為與 PC 進行通信和調(diào)試的主要接口。開發(fā)者可以通過 USB 連接開發(fā)板，進行串行通信、編程或使用 JTAG 進行硬件調(diào)試。該芯片集成的多功能接口使開發(fā)板具備更大的靈活性。

應(yīng)用領(lǐng)域

由于其高度靈活性與多功能性，F(xiàn)T2232HL 被廣泛應(yīng)用于多個行業(yè)，以下列舉一些典型的應(yīng)用領(lǐng)域：

1. 嵌入式系統(tǒng)開發(fā)與調(diào)試
   在嵌入式開發(fā)環(huán)境中，F(xiàn)T2232HL 常用于 FPGA 和微控制器的編程和調(diào)試。開發(fā)人員可以利用該芯片提供的 JTAG 或 UART 接口，快速調(diào)試固件、上傳程序，并實時監(jiān)控設(shè)備狀態(tài)。FT2232HL 的雙通道設(shè)計使得開發(fā)人員能夠同時進行程序調(diào)試和數(shù)據(jù)通信，大大提升了開發(fā)效率。

2. FPGA 編程器
   FPGA 設(shè)備通常需要通過 JTAG 接口進行配置，而 FT2232HL 可以作為 FPGA 編程器，通過 USB 接口與 FPGA 連接，實現(xiàn)固件上傳和調(diào)試。許多 FPGA 開發(fā)板都集成了 FT2232HL，作為 USB 到 JTAG 的橋接器，使得開發(fā)過程更加簡便。

3. 工業(yè)自動化與數(shù)據(jù)采集
   在工業(yè)自動化中，F(xiàn)T2232HL 可以作為數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中的核心組件，將傳感器、執(zhí)行器等設(shè)備的狀態(tài)數(shù)據(jù)通過 USB 傳輸?shù)娇刂葡到y(tǒng)。這種應(yīng)用需要快速、穩(wěn)定的數(shù)據(jù)傳輸，而 FT2232HL 的多協(xié)議支持和高速通信能力可以很好地滿足這些需求。

4. 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備與通信模塊
   許多網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和通信模塊使用 UART 或 SPI 接口與主機通信，而 FT2232HL 則可以提供 USB 到這些接口的轉(zhuǎn)換功能。它被廣泛應(yīng)用于路由器、調(diào)制解調(diào)器、網(wǎng)絡(luò)適配器等設(shè)備中，用于實現(xiàn)設(shè)備管理、調(diào)試以及配置操作。

5. 便攜式設(shè)備
   在一些便攜式設(shè)備中，F(xiàn)T2232HL 被用于實現(xiàn)低功耗的 USB 通信接口。由于其小尺寸和低功耗設(shè)計，它可以適用于移動終端、數(shù)據(jù)記錄儀和醫(yī)療設(shè)備等便攜式設(shè)備中，提供可靠的 USB 通信能力。

6. 編程器與調(diào)試器
   FT2232HL 經(jīng)常出現(xiàn)在各類編程器中，支持多種通信協(xié)議，如 JTAG、UART、SPI 等，能夠滿足多種設(shè)備的編程和調(diào)試需求。其廣泛的協(xié)議支持和高速數(shù)據(jù)傳輸特性使得其成為高效編程器的理想選擇。

FT2232HL 的未來發(fā)展趨勢

隨著 USB 接口在現(xiàn)代電子設(shè)備中的普及，像 FT2232HL 這樣的 USB 轉(zhuǎn)串行接口芯片將在未來發(fā)揮越來越重要的作用。以下是該芯片在未來可能的發(fā)展方向：

1. 更高的集成度
   隨著電子設(shè)備的小型化需求增加，未來的 USB 轉(zhuǎn)串行芯片可能會集成更多的功能模塊，如無線通信、更多協(xié)議支持等，以減少外部組件的數(shù)量，并進一步優(yōu)化設(shè)備設(shè)計。

2. 更快的數(shù)據(jù)傳輸速率
   雖然 FT2232HL 支持 USB 2.0 高速模式，但隨著數(shù)據(jù)傳輸速率需求的增加，未來可能會出現(xiàn)支持 USB 3.0 或 USB 3.1 的新一代轉(zhuǎn)換芯片，以滿足對更高帶寬和更快響應(yīng)時間的要求。

3. 更廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域
   隨著物聯(lián)網(wǎng) (IoT) 和人工智能 (AI) 的發(fā)展，F(xiàn)T2232HL 這樣的 USB 轉(zhuǎn)接口芯片將更多應(yīng)用于智能設(shè)備和傳感器網(wǎng)絡(luò)中。未來，芯片的多協(xié)議支持和高速通信能力將成為智能設(shè)備集成中不可或缺的一部分。

總結(jié)

FT2232HL 是一款功能強大、靈活且應(yīng)用廣泛的 USB 轉(zhuǎn)雙串行接口轉(zhuǎn)換器芯片。其雙通道設(shè)計、支持多種通信協(xié)議、靈活的驅(qū)動支持和高效的高速數(shù)據(jù)傳輸能力，使其成為嵌入式開發(fā)、調(diào)試和數(shù)據(jù)傳輸應(yīng)用中的理想選擇。隨著電子設(shè)備設(shè)計需求的不斷演變，F(xiàn)T2232HL 將繼續(xù)在工業(yè)自動化、嵌入式系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集等領(lǐng)域中發(fā)揮重要作用，并在未來不斷提升自身性能以滿足更多的應(yīng)用需求。

FT2232HL 是一款功能強大、用途廣泛的 USB 轉(zhuǎn)雙串行接口轉(zhuǎn)換器芯片。它的雙通道設(shè)計、高速 USB 支持、多協(xié)議兼容性和廣泛的驅(qū)動程序支持，使其成為嵌入式系統(tǒng)開發(fā)、調(diào)試以及各種工業(yè)應(yīng)用中的理想選擇。通過合理配置，F(xiàn)T2232HL 能夠滿足各種數(shù)據(jù)傳輸、通信和接口擴展需求，在現(xiàn)代電子產(chǎn)品設(shè)計中具有重要作用。