MCP2200 funktioniert nicht immer

Ich habe eine Leiterplatte entworfen, die LM1117(für 3,3 V), Micro USB connectoreine MCP2200USB-zu-UART-Brücke 12 MHz SMD crystalund einige passive Komponenten hat.

Wir beobachten die Platine seit einigen Wochen und stellen fest, dass die PCBnicht immer funktioniert. Wenn ich eine Verbindung zu einem beliebigen System herstelle, gibt das System manchmal einen Fehler „USB-Gerät nicht erkannt“ (in windows) oder „Geräte-Lese-/Schreib-Deskriptor fehlgeschlagen“ (in Linux) aus, und dann funktioniert es stundenlang nicht und beginnt nach einiger Zeit zu arbeiten. Ich habe meine Schaltung überprüft und hatte keine Lösung, um dieses Problem zu lösen. Nach mehrmaligem Umlöten der Platine und Austausch alter Bauteile haben wir ein Löt-/Bauteilproblem ausgeschlossen. Ich denke, irgendwie kann der Kristall nicht starten oder es könnte eine Rennbedingung zwischen Spannung an Vccund RSTPin geben, aber ich bin mir nicht sicher, wie ich das eigentliche Problem finden und mit MCP lösen soll.

Das Schema des MCP2200 ist unten dargestellt:

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Das Layout meiner Platine: (Das Pad des MCP2200 ist grün und auf der linken Seite des Bildes mit dem USB-Anschluss in der oberen linken Ecke)

BEARBEITEN:

Der Kristall, den ich verwende, ist dieser .

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Seite 3. USB-Stromanschluss (intern mit 3,3 V verbunden). Sollte lokal mit einem hochwertigen Keramikkondensator überbrückt werden. Versuchen Sie, die 3V3-Spur zu Vusb zu schneiden.
Redest du von Vusb? Ich habe da drüben Bypass!
Haben Sie mit einem Oszilloskop festgestellt, ob der Kristall schwingt?

Antworten (2)

Haben Sie sich Abbildung 1-7 angesehen: -

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Es kann sein, dass Sie wie angegeben einen Widerstand einfügen müssen - versuchen Sie es mit 10 Ohm bis 100 Ohm. Auch der von Ihnen verknüpfte Kristall benötigt eine Shunt-Kapazität von 5 pF. Möglicherweise stellen Sie fest, dass der MCP2200 eine Eingangskapazität von 5 pF hat (eine Vermutung meinerseits), sodass der tatsächliche Kondensator, den Sie bei OSC1 hinzufügen, auf 5 pF reduziert werden muss.

Ich habe diese Zahl gesehen, aber sie haben "kann" geschrieben, und mein Kristalldatenblatt hat 100 µW max., (10 µW typisch) Antriebspegel erwähnt. Ich war mir also nicht sicher über den Vorwiderstand. "High Drive Level" ist ein relativer Begriff. Muss ich nur die Obergrenze bei OSC1 reduzieren? Was ist mit OSC2? Habt ihr Erfahrungen mit diesem IC?
Der Antriebspegel ist das, was Sie anwenden, und der Vorwiderstand begrenzt diesen Antriebspegel. Mit anderen Worten, Sie müssen diese Leistungsstufe möglicherweise reduzieren. Also ja, ich denke, die Aussage auf dem Bild ist mehrdeutig, aber ich würde definitiv versuchen, den Kondensator auf OSC1 zu senken.
Können Sie eine andere USB-zu-UART-Brücke vorschlagen? Ich kann den IC in der nächsten Platine ändern? Haben Sie in der Vergangenheit eine verwendet?
@abhiarora: Bezüglich des "kann"-Teils in Abbildung 1.7 aus dem Datenblatt: Wenn Sie sich nicht sicher sind, ob dieser Widerstand tatsächlich im Endprodukt benötigt wird, können Sie ihn trotzdem zu Ihrem PCB-Design hinzufügen, damit Sie dort einen Widerstand montieren können wenn es wirklich erforderlich ist. Wenn nicht, können Sie einfach einen 0-Ohm-Widerstand montieren. Berücksichtigen Sie lieber die Möglichkeit, einen Widerstand (sogar einen 0-Ohm-Widerstand) hinzufügen zu müssen, anstatt die Leiterplatte später modifizieren zu müssen, weil Sie dies nicht berücksichtigt haben. Für andere USB/UART-Brücken gibt es viele kommerzielle Optionen. Sehen Sie sich auch die USB/UART-Brücken von FTDI an.

Der Kristall, auf den Sie gezeigt haben, hat eine Lastkapazität von 18 pF, aber Sie haben viel weniger. Denken Sie daran, dass in Bezug auf die Kristallbelastung die beiden Kondensatoren in Reihe geschaltet sind, wodurch sich die effektive Kapazität halbiert. Daher würde ich empfehlen, es zu versuchen mit:

30pF = (18pF - 3pF (grobe Schätzung der parasitären Kapazität)) * 2

schematisch

Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan

Haben Sie das Datenblatt bezüglich der benötigten Kapazität gelesen?
Ja habe ich, hast du?
Die Quarz-Teilenummer lautet ABM8G-12.000MHZ-18-D2Y-T. Wenn Sie das Datenblatt vollständig gelesen haben, ist Ihnen vielleicht aufgefallen, dass der Teil -18- 18 pF Lastkapazität bedeutet. Beachten Sie, dass die Shunt-Kapazität im Kristall intern ist und die Lastkapazität extern hinzugefügt wird.
Hast du die Antworten von @Andy alias überprüft? Er hat 5pF-Kappen vorgeschlagen.
@abhiarora bist du mit der Behebung deines Problems weitergekommen? Bitte melden.
Ich habe gerade 30pF und einen Vorwiderstand ausprobiert (vorgeschlagen von @andy aka). Und es wird es eine Woche lang testen, bevor es zu einem Schluss kommt.
@abhiarora Ja, ich habe seine Antwort gelesen, und wie mein Kommentar andeutet, bin ich mit seinem vorgeschlagenen Wert nicht einverstanden, obwohl Sie es frei ausprobieren können, wenn Sie dies nicht tun.
Ich habe deine Lösung ausprobiert, aber es hat nicht funktioniert.
In diesem Fall würde ich empfehlen, dass Sie die Empfehlungen anderer ausprobieren, auch wenn ich skeptisch bin, dass sie Ihr Problem lösen werden.
@abhiarora was ist das Ergebnis? Welchen Wert hat der Vorwiderstand den du verwendet hast?
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