USB Blaster DIY
教程
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USB Blaster DIY Tutorial
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Version 1.0 Copyright © 线路人生|Circuitry Life
线路人生|Circuitry Life USB Blaster DIY 教程
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版本修订记录
Version Author Data Description
1.0 zhiyuh 2009‐06‐23 First draft.
2.0 zhiyuh 2009‐08‐21 修改部分元件变动,原理图中的错误,加入引脚
锁定文件内容。
备注:关于修订的说明
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目录
1. 模块介绍 ........................................................................................................................... 4
1.1 模块主要功能 ............................................................................................................ 4
1.2 模块适用范围 ............................................................................................................ 4
2. 包装清单 ........................................................................................................................... 4
2.1 DIY套件模块包装清单 ............................................................................................. 4
2.2 安装说明 .................................................................................................................... 4
3. 硬件说明 ........................................................................................................................... 5
3.1 电路概述 .................................................................................................................... 5
3.2 MAX3378进行电平转换 ........................................................................................... 5
3.3 使用MAX II 自身特性进行电平转换 ....................................................................... 6
4. 编程和安装驱动 ............................................................................................................... 6
4.1 准备好相应的文件和软/硬件工具 .......................................................................... 6
4.2 相关软件的安装 ........................................................................................................ 7
4.3 编程 CPLD .................................................................................................................. 8
4.3.1 新建一个
工程
路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理
......................................................................................................... 8
4.3.2 加入相应的文件 ...................................................................................................... 9
4.3.3 新建 bdf 文件........................................................................................................ 11
4.3.4 锁定引脚 ................................................................................................................ 11
4.3.5 编译项目 ............................................................................................................... 13
4.3.6 编程 CPLD .............................................................................................................. 13
4.4 编程 FT245RL 中的 EEPROM ................................................................................... 15
4.4.1 安装 FT245 的驱动 ............................................................................................... 15
4.4.2 编程 EEPROM ........................................................................................................ 17
4.5 安装 USB Blaster 的驱动 ......................................................................................... 18
5. 器件清单(BOM) ......................................................................................................... 21
6. 使用注意事项 ................................................................................................................. 22
7. 技术支持 ......................................................................................................................... 23
8. 购买指南 ......................................................................................................................... 23
9. 硬件原理图 ..................................................................................................................... 23
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1. 模块介绍
1.1 模块主要功能
数字系统和 SOPC
设计
领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计
在广大学生和爱好者中已经形成了一定的学习氛围和规模,开发
工具(下载电缆)是必不可少的,以前可以使用廉价的并口下载电缆 ByteBlaster II。但是现
在笔记本越来越普及,上面一般很少再有并口,就连一些台式机也没有了。此外,USB Blaster
的下载速度是并口的 ByteBlaster II的数倍,在使用 SignalTap II和调试 Nios II的时候更具有优
势。所以使用 USB口的下载电缆就非常必要了。
在很多年前,我曾经抄过原厂的 USB Blaster 的电路图,并修改相关电路制作了一款基
于MAX II的 USB Blaster,并在后来整理了相关制作资料。自此,各大网站开始了复制之风,
但是制作资料却不公开。由于本站的宣传不是很多,也没有做成产品,所以造成了广大电子
爱好者不知道怎么制作,或者制作上出现很多问题自己无法解决。
为此特重新布板设计了本模块,采用 FT245RL和 EMP240T100C5 构成,尽量使用通用的
器件,使大家可以方便的 DIY。
1.2 模块适用范围
本模块适用于任何使用 Altera 公司的 CPLD和 FPGA的个人和公司。
2. 包装清单
2.1 DIY套件模块包装清单
本电路模块主要包括:
z USB Blaster 电路板 1 块;
z 配套外壳一个。
2.2 安装说明
从包装中取出电路板,按照器件清单进行焊接,然后找 4个M3 的螺钉将电路板安装到
外壳的指定位置。(实际只需安装对角线的两个即可很稳定)
需要注意的是:外壳的安装孔上并没有螺纹,所以安装的时候需要多用一点力气,才能
将螺钉安装进去。
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3. 硬件说明
3.1 电路概述
USB Blaster 的完整原理图请见附件。
电路主要由 USB 芯片 FT245RL、CPLD 芯片 EMP240T100C5 和电平转换电路。具体的原
理在此处不详细描述,只就其中做的兼容设计进行简单的讲述。
本电路模块中的最特殊的地方是电路图中的 4个方框框起来的地方1:
本版本的电路可以使用MAX3378来进行电平转换,也可以不适用MAX3378而是用MAX
II本身的特性来进行。
3.2 MAX3378进行电平转换
使用 MAX3378 进行电平转换的版本,上述图中的 1 号框内器件全部焊接;2 号框内不
焊接;3 号框内焊接 R17;4 号框内全部焊接。板上的 R17 和 R18 的接 VCCBANK2 的管管脚
为同一个焊盘,焊接时将铁氧体磁珠2焊在左边即可:
此时MAX II CPLD的 BANK1和 BANK2的供电为 USB电源转换出来的 3.3V,电平转换工
作由MAX3378 完成,和原版的 USB Blaster的电平转换部分电路相同,此处不在赘述。
1 原设计中,2和 3号框内均采用 0欧姆电阻,为改善性能,对采用器件有改动,标号未变,文后有叙述。
2 最初设计为使用 0欧姆电阻,为改善电源输入特性,改为铁氧体磁珠,电路板上标号未变。后文中的改
动类似。
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3.3 使用 MAX II自身特性进行电平转换
上述图中的 1 号框内器件不焊接;2 号框内焊接;3 号框内焊接先焊接 R17,等完成所
有工作进入使用阶段时换成焊 R18而不焊 R17(编程 CPLD的时候,由于没有目标板给 BANK2
供电,所以下载的时候会不成功。);4 号框内全部焊接。板上的焊 R18的时候将铁氧体磁珠
焊在右边即可:
此时MAX II CPLD 的 BANK1由 USB电源转换出来的 3.3V进行供电,而 BANK2由目标板
的 TRGT管脚进行供电(即目标板的电平),从而充分利用了MAX II的多电压 IO 特性,节约
了MAX3378的成本。
当然,如果暂时没有 MAX3378,也可以先使用 33 欧电阻3,然后再向美信申请相应的
芯片,以后换一下相应的元件。这样不但具有电平转换功能,还具有数 KV 的 ESD,对目标
板起到更好的保护。
但是注意:EPM240的 IO电压可以是 3.3V, 2.5 V, 1.8 V和 1.5 V。至于 5V的器件,现在
用的已经非常少了,几乎可以忽略不计,也许照样能使用——这个我不保证绝对正确
4. 编程和安装驱动
4.1 准备好相应的文件和软/硬件工具
1) Quartus II 或者 Quartus II Programmer:用于下载 CPLD里面的程序。
2) MProg:我手上的版本是 3.0,大家也可以用其他的版本,用于下载 FT245RL 或者
FT245BM 外接的 93lc46里面的信息(VID 和 PID)。
3) FT245 的驱动程序。
4) 一个 ByteBlaster II(并口下载线)或者 USB Blaster:下载 CPLD程序的下载线。一
般情况自己制作 USB Blaster 的时候都还没有这个,只能用并口的下载线,如果自
己机器没有并口(比如笔记本),就只能借用下别人的有并口的电脑了。如果有了
当然更好——但是有都有了还做来干啥?(帮别人下载一下程序不行么‐ ‐0)
5) 老外的 HDL程序。
6) EEPROM 的编程文件。
这些软件和文件,在网站上都有,可以到这个地址下载:
http://www.5ifpga.com/viewthread.php?tid=44
3 原设计中采用 0欧姆电阻,为改善信号特性,改用 33欧姆电阻。
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4.2 相关软件的安装
1. Quartus II 或者 Quartus II Programmer 安装
我想这个就不用贴图进行讲解了,比较简单,按照默认的安装进行下去就可以。
2. MProg 安装
也是按照默认安装即可。
(1) (2)
(3) (4)
(5) (6)
3. FT245 的驱动程序安装
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解压下载的驱动后会有这么一些文件/文件夹,后面会用到这些东西。
4.3 编程 CPLD
4.3.1 新建一个工程
新建一个 USBBlaster的工程,并选定器件为 EPM240T100C5,其它几步默认。
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4.3.2 加入相应的文件
首先将状态机文件 BlasterHDL.vhd 和引脚锁定文件 USB_Blaster_PIN.tcl 拷贝到工程的目
录下,然后把这两个文件添加到工程中:
点 File name框后面的那个…按钮
文件类型选为 All Files,然后添加这两个文件
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在 Project Navigator 框的 Files 选项卡中邮件点选 BlasterHDL.vhd,弹出的菜单中选
“Create Symbol Files For Current File”。
完成后,Message框会出现提示:
Info: *******************************************************************
Info: Running Quartus II Create Symbol File
Info: Command: quartus_map ‐‐read_settings_files=on ‐‐write_settings_files=off USBBlaster ‐c
USBBlaster ‐‐generate_symbol=E:/USBBlaster/BlasterHDL.vhd
Info: Quartus II Create Symbol File was successful. 0 errors, 0 warnings
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4.3.3 新建 bdf 文件
新建一个名为 USBBlaster.bdf 的图形文件,双击文件中的空白处,弹出下面的对话框,
选择 jtag_logic符号:
添加相应的输入和输出管脚,并修改名称:
注意:
1)D[7..0]是双向的数据总线。
2)老外的HDL程序中的B_OE的定义是 LED output/output driver enable,如果是MAX3378
版本,这个就用来给MAX3378 的三态控制引脚/THREE 使用,同时也可以用这个来使能板子
上的那个灯——这就是为什么不直接编译 HDL 文件,而采用另外一个顶层文件的道理(避
免修改他的源代码)。
4.3.4 锁定引脚
使用 TCL 脚本工具,选定引脚锁定文件 USB_Blaster_PIN.tcl,点击 RUN。
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引脚锁定文件内容:
#**************************************************************
# Pin & Location Assignment for USB Blaster
# www.5ifpga.com
#**************************************************************
#**************************************************************
# Global Assignment
#**************************************************************
set_global_assignment ‐name RESERVE_ALL_UNUSED_PINS "As input tri‐stated"
set_global_assignment ‐name ENABLE_INIT_DONE_OUTPUT OFF
#**************************************************************
# Pins for Start Board
#**************************************************************
set_location_assignment PIN_12 ‐to CLK
set_location_assignment PIN_29 ‐to nRXF
set_location_assignment PIN_30 ‐to nTXE
set_location_assignment PIN_71 ‐to TDO
set_location_assignment PIN_72 ‐to ASDO
set_location_assignment PIN_15 ‐to D\[0\]
set_location_assignment PIN_18 ‐to D\[1\]
set_location_assignment PIN_17 ‐to D\[2\]
set_location_assignment PIN_26 ‐to D\[3\]
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set_location_assignment PIN_16 ‐to D\[4\]
set_location_assignment PIN_20 ‐to D\[5\]
set_location_assignment PIN_21 ‐to D\[6\]
set_location_assignment PIN_19 ‐to D\[7\]
set_location_assignment PIN_73 ‐to TCK
set_location_assignment PIN_74 ‐to TMS
set_location_assignment PIN_54 ‐to nCE
set_location_assignment PIN_55 ‐to nCS
set_location_assignment PIN_56 ‐to TDI
set_location_assignment PIN_57 ‐to OE
set_location_assignment PIN_27 ‐to nRE
set_location_assignment PIN_28 ‐to WR
set_location_assignment PIN_51 ‐to LED
4.3.5 编译项目
点击全编译,编译成功后的结果:
4.3.6 编程 CPLD
插上编程工具,在 Programmer的 Hardware Settings中选择编程工具(我使用的是 USB
Blaster):
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为你你需要编程的 USB Blaster供电,选择编程文件,并点击 Start:
编程成功:
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4.4 编程 FT245RL中的 EEPROM
4.4.1 安装 FT245 的驱动
当上一步编程 CPLD的步骤中,会提示找到新的硬件,这个时候需要解压 FT245 的驱动
文件 CDM 2.04.16 WHQL Certified.zip,然后指定硬件的驱动为该目录,然后就可以为其安装
好驱动。(可以在编程完 CPLD之后再装驱动也没关系)
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(因为我已经装过驱动了,所以只能拷贝更新驱动的图,其实是一样的)
安装完成后,在通用串行总线控制器中可以看到 USB Serial Converter。
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4.4.2 编程 EEPROM
打开MProg 3.0a 软件:
点击那个放大镜的按钮 ,软件会找到 1 个 Blank Devices:
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打开编程文件 RevB.ept,点击闪电的那个按钮 进行编程:
编程成功后在最下面的提示框内提示相应的信息:
4.5 安装 USB Blaster的驱动
上一步完成后,拔下 USB线后重新插上,系统会提示找到新硬件:
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选择从列表或位置安装:
指向【Quartus安装目录】\drivers\usb‐blaster(例如我的是 D:\altera\90\quartus):
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中间会有警告提示,不用理会,继续安装:
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安装完成后就可以在设备列表中看到 Altera USB Blaster了:
至此,大功告成,从此你就可以摆脱笔记本和新台式机没有并口的烦恼,拥有一个价格
便宜、高速、稳定的 USB接口的 Altera CPLD/FPGA 开发工具了。
祝贺你!
5. 器件清单(BOM)
本模块的所有器件清单如下表所示:
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Designator Footprint Comment Description Quantity
C1, C3 3528 10uF TANT Capacitor 2
C2, C4, C5, C6, C7,
C8, C9, C10, C11,
C12, C13, C14, C15,
C16, C17, C18, C19
0805 0.1uF Capacitor 17
D1, D2 SOT23_N BAT54S Schottky Barrier Double Diode 2
D3 SIP-2 LED Φ3 LED 1
FB1, R17( R18) 0805 BEAD SMD FERRITE BEAD 2
J1 USB B-TYPE USB B-TYPE USB B-TYPE Socket 1
M1, M2, M3, M4 Mounting Hole M3 Screw M3 Screw 4
P1 HDR2X5 PLD_JTAG Header, 5-Pin, Dual row 1
P2 HDR2X5 JTAG Header, 5-Pin, Dual row 1
R1, R2, R8, R9, R10,
R11, R12, R13, R14
0805 33 Resistor 9
R3 0805 100K Resistor 1
R4, R5, R6, R7 0805 10K Resistor 4
R15 0805 2.2K Resistor 1
R16 0805 1K Resistor 1
U1 ZZ311 1117-3.3 800mA and 1A Low Dropout Positive
Regulator 2.85V, 3.3V, 5V, and
Adjustable
1
U2 TQFP100_N EPM240T100C5 MAX II 3.3/2.5V CPLD, 80 IOs, 240
Logic Elements, 100-Pin Plastic TQFP,
Commercial Temperature, Speed
Grade 5
1
U3 SSOP28 FT245RL USB to parallel FIFO bidirectional data
transfer Chip
1
U4, U5 TSSOP14 MAX3378EEUD ±15kV ESD-Protected, 1µA, 16Mbps,
Dual/Quad Low-Voltage Level
Translators in UCSP
2
X1 OSC_SMD 12MHz Oscillator 'SMD Oscillator 1
Box No Box Box 1
注:采用 MAXII 本身特性进行电平转换,U4 和 U5 不需要焊接。
6. 使用注意事项
z 请勿用洗衣粉加水冲洗电路模块,否则损坏自理。
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7. 技术支持
主页: http://www.5iFPGA.com
技术讨论 QQ群: 6764811、21934647
(群一般用于网站事务通知,技术讨论请尽量使用论坛)
8. 购买指南
为方便大家使用到廉价的开发工具,本站在淘宝的店铺备有焊接好的 USB Blaster,该硬
件不使用 MAX3378 版本,所以不支持 5V 器件。如果需要可以向美信申请样片,然后将相
应的 R9‐R14取下并焊接上MAX3378。
此外为方便大家DIY,还备有 PCB和外壳的DIY套装,大家可以直接使用此 PCB进行DIY,
而不用浪费金钱去开板制板。
淘宝店铺:
【线路人生】授权专卖店:http://shop34193012.taobao.com/
9. 硬件原理图
本文档中出现的原理图为排版方便,所以
格式
pdf格式笔记格式下载页码格式下载公文格式下载简报格式下载
有所调整,完整的电路原理图见附件。
1
1
2
2
3
3
4
4
5
5
6
6
7
7
8
8
D D
C C
B B
A A
D0 1
D1 5
D2 3
D3 11
D4 2
D5 9
D6 10
D7 6
RXF# 23
TXE# 22
RD# 13
WR 14
PWREN# 12
VCCIO4
VCC20
USBDM16
USBDP15
NC8
NC24
RESET#19
OSCI27
OSCO28
3V3OUT17
A
G
N
D
2
5
G
N
D
7
G
N
D
1
8
G
N
D
2
1
T
E
S
T
2
6
U3 FT245RL
VBUS1 D- 2
D+ 3GND4
56
J1 USB B-TYPE
D1
BAT54S
D2
BAT54S
USB_DP
USB_DM
USB5V USB5V
GND GND
GND
USB5V
C2
0.1uF
+ C1
10uF
FB1
VCC5V
VCC5V
GND
VCC5V
VCC3.3V
R1 33
R2 33USB_DP
USB_DM
C15
0.1uF
GND
GND
R7 10K VCC5V
C13
0.1uF
C14
0.1uF
GND
VCC5V VCC3.3V
USB_D0
USB_D1
USB_D2
USB_D3
USB_D4
USB_D5
USB_D6
USB_D7
#USB_RXF
#USB_TXE
#USB_RD
USB_WR
B
A
N
K
1
IO 2
IO 3
IO 4
IO 5
IO 6
IO 7
IO 8
IO/GCLK0 12
IO/GCLK1 14
IO 15
IO 16
IO 17
IO 18
IO 19
IO 20
IO 21
IO 26
IO 27
IO 28
IO 29
IO 30
IO 33
IO 34
IO 35
IO 36
IO 37
IO 38
IO 39
IO 40
IO 41
IO 42
IO/DEV_OE 43
IO/DEV_CLRn 44
IO 47
IO 48
IO 49
IO 50
IO 51
U2A
EPM240T100C5
B
A
N
K
2
IO 52
IO 53
IO 54
IO 55
IO 56
IO 57
IO 58
IO 61
IO/GCLK2 62
IO/GCLK3 64
IO 66
IO 67
IO 68
IO 69
IO 70
IO 71
IO 72
IO 73
IO 74
IO 75
IO 76
IO 77
IO 78
IO 81
IO 82
IO 83
IO 84
IO 85
IO 86
IO 87
IO 88
IO 89
IO 90
IO 91
IO 92
IO 95
IO 96
IO 97
IO 98
IO 99
IO 100
IO 1
U2B
EPM240T100C5
TMS 22
TDI 23
TCK 24
TDO 25
U2C
EPM240T100C5
VCCIO19 VCCINT 13
VCCIO131
VCCIO145
VCCIO259
VCCINT 63
VCCIO280
VCCIO294
U2D
EPM240T100C5
GNDIO10 GNDINT 11
GNDIO32
GNDIO46
GNDIO60
GNDINT 65
GNDIO79
GNDIO93
U2E
EPM240T100C5
VCC3.3V
VCC3.3V
GND GND
1 2
3 4
5 6
7 8
9 10
P1
PLD_JTAG
PLD_TDI
PLD_TDO
PLD_TCK
PLD_TMS
R6 10K
R4 10K
R5 10K
VCC3.3V
GND
PLD_TDI
PLD_TDO
PLD_TCK
PLD_TMS VCC3.3V
GND
GND1
IN3 OUT 2
OUT 4
U1
1117-3.3
VCC3.3V
C4
0.1uF
+ C3
10uF
GND
1 2
3 4
5 6
7 8
9 10
P2
JTAG
TDI/ASDI
TDO/CFG_DONE
TCK/DCLK
TMS/nCONFIG
GND
NC/DATA0
TRGT
VCCIO/nCE
NC/nCS
VL1
IO VL12
IO VL23
IO VL34
IO VL45
NC6
GND7 /THREE 8
NC 9
IO VCC4 10
IO VCC3 11
IO VCC2 12
IO VCC1 13
VCC 14
U4
MAX3378
VL1
IO VL12
IO VL23
IO VL34
IO VL45
NC6
GND7 /THREE 8
NC 9
IO VCC4 10
IO VCC3 11
IO VCC2 12
IO VCC1 13
VCC 14
U5
MAX3378
VCC5V VCC5V
GND GND
TDI/ASDI
TDO/CFG_DONE
TCK/DCLK
TMS/nCONFIG
NC/DATA0
VCCIO/nCE
NC/nCS
C16
0.1uF
PLD_TDI/ASDI
PLD_VCCIO/nCE
PLD_NC/nCS
PLD_TDO/CFG_DONE
PLD_TCK/DCLK
PLD_TMS/nCONFIG
PLD_NC/DATA0
R15 2.2K THREE
THREETHREE
C17
0.1uF
C18
0.1uF
VCC5V
GND
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Title
Altera USB Blaster
Data Sheet of1 12009.06.08
DataRev Drawn
A
Modifications
zhiyuh2009.05.13Initial version
Size Document Number Rev
A4 BFT245RL+EPM240
D3 LEDR16 1KVCC3.3V LED
TRGTTRGT
TDO/CFG_DONE
TCK/DCLK
TMS/nCONFIG
NC/DATA0
PLD_TCK/DCLK
PLD_TMS/nCONFIG
PLD_NC/DATA0
PLD_TDO/CFG_DONE
TDI/ASDI
VCCIO/nCE
NC/nCS
PLD_TDI/ASDI
PLD_VCCIO/nCE
PLD_NC/nCS
R8 33
R9 33
R10 33
R11 33
R12 33
R13 33
R14 33
C7
0.1uF
C8
0.1uF
C9
0.1uF
C10
0.1uF
C11
0.1uF
C12
0.1uF
C5
0.1uF
C6
0.1uF
GND
M1
M3 Screw
M2
M3 Screw
M3
M3 Screw
M4
M3 Screw
USB_D0
USB_D1
USB_D2
USB_D3
USB_D4
USB_D5
USB_D6
USB_D7
#USB_RXF
#USB_TXE
#USB_RD
USB_WR
PLD_TDO/CFG_DONE
PLD_TCK/DCLK
PLD_TMS/nCONFIG
PLD_NC/DATA0
LED
PLD_TDI/ASDI
PLD_VCCIO/nCE
PLD_NC/nCS
R3 100K
VCC5V
NC1
GND2 OUT 3
VCC 4
X1
12M
C19
0.1uF
CLK0
CLK0
GND
VCC3.3V
VCC3.3V
GND GND
TRGT
THREE
R17 FB
R18 FB
VCC3.3V VCCBANK2
VCCBANK2
VCCBANK2
B zhiyuh2009.06.08Modified Mounting Hole For The Box
4
1
2
3
B zhiyuh2009.08.21Modified Some Components and Values
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