主要芯片介紹

　　本設計采用控制芯片P89C61x2和接口芯片ISP1581實現(xiàn)USB接口電路的設計,。

　　P89C61x2包含1024B RAM,、64KB Flash存儲器、32個I／O口,、3個16位定位／計數(shù)器,、6個中斷源-4個中斷優(yōu)先級-嵌套的中斷結構、1個增強型UART,、片內振蕩器和時鐘電路,。此外，器件的靜態(tài)設計使其具有非常寬的頻率范圍,，可選擇1MHz～12MHz的 晶體振蕩器,。具有兩個軟件可選的節(jié)電模式-空閑模式和掉電模式。

　　USB接口芯片ISP1581是一種價格低,、功能強的USB接口器件,，符合USB2．0規(guī)范，并為基于微控制器或微處理器的系統(tǒng)提供了高速USB通信能力,；具有7個IN端點,，7個OUT端點和1個固定的控制IN／OUT端點；可以通過軟件控制與USB總線的連接,；內部集成了帶PLL的12MHz晶體振蕩器,；可通過內部上電復位,、低電壓復位電路和軟件復位,。

　　系統(tǒng)硬件設計

　　系統(tǒng)的連接框圖如圖1所示。

　　ISP1581有兩種工作模式：通用處理器工作模式和斷開總線工作模式,。本文的硬件設計中通過設置BUS-CONF=0實現(xiàn)斷開總線

的工作模式,。AD[7：0]為8位的多路復用地址／數(shù)據(jù),，與單片機的P0口連接；DATA[15：0]為16位的數(shù)據(jù)總線,。MODE0接高電平,，表示讀或寫信號工作在8051類型；ALE與單片機的ALE相連,，實現(xiàn)地址鎖存,；RPU為USB D+線的外部上拉電阻連接端，通過一個1．5kΩ電阻與Vcc(3.3v)相連,；RREF連接外部偏置電阻,，通過一個12．0kΩ電阻同地端相連，使高速收發(fā)器得到一個精確的鏡電源,。為了實現(xiàn)良好的EMC特性,，所有的電源引腳均連接到由0．01μF和0．1μF電容并聯(lián)后的網絡中。

　　系統(tǒng)的固件設計

　　單片機的固件是USB設備運行的核心,。主要包括以下幾個部分：

　　Kerne1．c：循環(huán)掃描USB事件,；啟動設備和系統(tǒng)的工作；

　　Isr．c：中斷服務程序,；

　　Chap9．c．包含標準USB命令,，用于在設備和主機之間建立一個基本連接；

　　Vendor．c：包含廠商定義命令,，處理廠商請求,；

　　Init．c：初始化單片機和ISP1581芯片。

　　初始化程序主要初始化各種狀態(tài)變量,，包括單片機的初始化以及設置ISP1581寄存器,。主要包括地址寄存器、模式寄存器,、中斷配置寄存器,，中斷使能寄存器以及端點寄存器等。

　　USB設備采用控制傳輸完成枚舉,，從而判斷出設備的狀況,。

　　數(shù)據(jù)傳輸過程采用中斷方式，單片機通過讀取中斷寄存器的狀態(tài)判斷中斷源,，并進入相應的中斷處理程序,。ISP1581主要有SETUP中斷、總線掛起中斷以及端點輸入/輸出中斷等,，控制端點設置64B的緩沖區(qū),，每次只能傳輸64B，傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量由單片機控制,。若傳輸?shù)淖止?jié)數(shù)大于64B,，將先傳輸64B,，然后判斷剩下的字節(jié)數(shù)，同時確定是否為空包或短包,。如果沒有數(shù)據(jù)傳送到單片機,，將發(fā)送一個空包表明數(shù)據(jù)發(fā)送完畢。

　　固件主要完成設備初始化,、USB協(xié)議標準請求處理以及其它應用程序如數(shù)據(jù)交換功能,。程序采用C51語言編寫，使用 Keil公司的uVision2編譯器進行編譯,。

　　固件的主循環(huán)流程見圖2,。

 

　　設備驅動程序和應用程序的設計

　　USB設備驅動程序的開發(fā)，可采用Drivel Works和Microsoft公司的2000DDK,，并以VC++6．0作為開發(fā)環(huán)境,。為了方便用戶開發(fā)USB接口，在DP-1581的開發(fā)包中提供了一個通用驅動程序,，該程序可不加修改,，直接使用。在本電路設計中,，采用的是開發(fā)版自帶的驅動程序,。

　　結語

　　本系統(tǒng)將原有的并口改進為USB接口，支持即插即用和熱插拔．經實際試驗驗證,，本系統(tǒng)性能穩(wěn)定可靠,，具有一定的實際應用價值。