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(多图) 基于I2C总线技术的USB接口设计

来源:中国测控网 / 作者:清华大学 梁  磊?? 2006年09月06日 ?? 收藏0
?????? 1、前言

?????? USB(Universal Serial Bus)通用串行总线是在1994年底由康柏、IBM、Microsoft等多家 公司联合制订的,但是直到1999年,USB才真正被广泛应用。同时,他也得到了各PC厂商、芯片制造商和PC外设厂商的广泛支持,USB外设在国内外以惊人的速度发展,迄今为止,各种USB的外设已经有数千种。为PC外围设备设计USB接口已成为大势所趋。  

?????? 随着单片机技术的发展,单片机的功能日益强大,外围电路日益复杂,其有限的管脚也就显 得捉襟见肘。目前采用普通单片机外加USB接口芯片开发USB外设时,USB接口器件大都是采 用并行接口与单片机相连接,这样再加上一些控制信号线,总共需要占用单片机十余个管脚 ,对于一般对传输速度要求不是很高的设备显得有些浪费,特别是对于为产品转型而 进行的USB接口开发,势必会影响原来的电路连接和功能设置。因此,采用一

种既能保持较 高的传输速度,又能减少单片机引脚使用的USB接口开发方法很有必要。本文介绍一种 采用Philips公司带I2C接口的USB接口芯片PDIUSBD11进行USB接口开发的方法,他使用高速通用I2C接口与单片机相连接。?? ???

?????? 2 背景介绍???

?????? 2.1 USB背景介绍  

?????? USB是一些PC厂商为解决日益增加的PC外设与有限的主板插槽和端口间的矛盾制定的一种 串行通信标准。他传输速度快,能提供3种传输方式:低速模式(速率为1.5 Mb/s);中速模 式(速率为12 Mb/s);高速模式(速率为??360 Mb/s??以上)。数据传输可靠,USB设备在发送 数据时支持 数据侦错和纠错功能,增强了数据传输的可靠性。设备安装和配置容易,安装USB设备不必 再打开机箱,增减设备不用关闭计算机,所有USB设备支持热插拔,系统对他进行自动配置 。易于扩展,外设接口之间采用菊花链形式连接通过使用Hub扩展可连接多达127个外设。能 够采用总线供电,USB总线提供最大达5 V电压,500 mA电流,可为小型设备供电。使用灵活,USB共有4种传输模式:控制传输(control)、同步传输( synchronization )、中断传输 (interrupt)、批量传输(bulk),以适应不同设备需要。???

?????? 2.2 I2C总线技术介绍  

?????? I2C总线技术是Philips公司研制出来的串行扩展技术。他是一种简单、双向二线制同步串 行总线,他只需要2根线(串行时钟线SCL和串行数据线SDA)即可在连接于总线上的器件之 间传送信息。对于并不要求很高的数据传输速度的外设,I2C总线的使用无疑简化了系统 ,增加了硬件构成的灵活性,是一种高效、方便的串行扩展总线。  

?????? 使用I2C传输数据有2种基本方法。第一种是采用I2C总线标准的单片机或IC器件,其内 部含有I2C接口电路,使用这种方法可直接从接口读写数据。第二种是采用软件程序模拟I2C总线的时序来完成接口功能,使用这种方法可任意从单片机中选取2个I/O口,作为串 行时钟线SCL和串行数据线SDA,使用灵活。?? ???

?????? 3 PDIUSBD11芯片介绍???

?????? 3.1 PDIUSBD11 芯片特点 
 

?????? PDIUSBD11 是一款性价比很高的USB 器件,他通常用作微控制器系统中实现与微控制器进行 通 信的高速通用I2C接口。这种实现USB 接口的标准组件使得设计者可以在各种不同类型微 控制器中选择出最合适的微控制器。这种灵活性减小了开发的时间风险以及费用,通过使用 已 有的结构减少固件上的投资。从而用最快捷的方法实
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USB? I2C? 总线? 接口?

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