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基于P89C61x2/ISP1581的USB接口电路的设计

来源:电子设计应用?? 2007年03月23日 ?? 收藏0

  主要芯片介绍

  本设计采用控制芯片P89C61x2和接口芯片ISP1581实现USB接口电路的设计。

  P89C61x2包含1024B RAM、64KB Flash存储器、32个I/O口、3个16位定位/计数器、6个中断源-4个中断优先级-嵌套的中断结构、1个增强型UART、片内振荡器和时钟电路。此外,器件的静态设计使其具有非常宽的频率范围,可选择1MHz~12MHz的 晶体振荡器。具有两个软件可选的节电模式-空闲模式和掉电模式。

  USB接口芯片ISP1581是一种价格低、功能强的USB接口器件,符合USB2.0规范,并为基于微控制器或微处理器的系统提供了高速USB通信能力;具有7个IN端点,7个OUT端点和1个固定的控制IN/OUT端点;可以通过软件控制与USB总线的连接;内部集成了带PLL的12MHz晶体振荡器;可通过内部上电复位、低电压复位电路和软件复位。

  系统硬件设计

  系统的连接框图如图1所示。

系统的连接框图


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  ISP1581有两种工作模式:通用处理器工作模式和断开总线工作模式。本文的硬件设计中通过设置BUS-CONF=0实现断开总线

的工作模式。AD[7:0]为8位的多路复用地址/数据,与单片机的P0口连接;DATA[15:0]为16位的数据总线。MODE0接高电平,表示读或写信号工作在8051类型;ALE与单片机的ALE相连,实现地址锁存;RPU为USB D+线的外部上拉电阻连接端,通过一个1.5kΩ电阻与Vcc(3.3v)相连;RREF连接外部偏置电阻,通过一个12.0kΩ电阻同地端相连,使高速收发器得到一个精确的镜电源。为了实现良好的EMC特性,所有的电源引脚均连接到由0.01μF和0.1μF电容并联后的网络中。

  系统的固件设计

  单片机的固件是USB设备运行的核心。主要包括以下几个部分:

  Kerne1.c:循环扫描USB事件;启动设备和系统的工作;

  Isr.c:中断服务程序;

  Chap9.c.包含标准USB命令,用于在设备和主机之间建立一个基本连接;

  Vendor.c:包含厂商定义命令,处理厂商请求;

  Init.c:初始化单片机和ISP1581芯片。

  初始化程序主要初始化各种状态变量,包括单片机的初始化以及设置ISP1581寄存器。主要包括地址寄存器、模式寄存器、中断配置寄存器,中断使能寄存器以及端点寄存器等。

  USB设备采用控制传输完成枚举,从而判断出设备的状况。

  数据传输过程采用中断方式,单片机通过读取中断寄存器的状态判断中断源,并进入相应的中断处理程序。ISP1581主要有SETUP中断、总线挂起中断以及端点输入/输出中断等,控制端点设置64B的缓冲区,每次只能传输64B,传输的数据量由单片机控制。若传输的字节数大于64B,将先传输64B,然后判断剩下的字节数,同时确定是否为空包或短包。如果没有数据传送到单片机,将发送一个空包表明数据发送完毕。

  固件主要完成设备初始化、USB协议标准请求处理以及其它应用程序如数据交换功能。程序采用C51语言编写,使用 Keil公司的uVision2编译器进行编译。

  固件的主循环流程见图2。

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固件的主循环流程

  设备驱动程序和应用程序的设计

  USB设备驱动程序的开发,可采用Drivel Works和Microsoft公司的2000DDK,并以VC++6.0作为开发环境。为了方便用户开发USB接口,在DP-1581的开发包中提供了一个通用驱动程序,该程序可不加修改,直接使用。在本电路设计中,采用的是开发版自带的驱动程序。

  结语

  本系统将原有的并口改进为USB接口,支持即插即用和热插拔.经实际试验验证,本系统性能稳定可靠,具有一定的实际应用价值。

  


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P89C61x2/ISP1581? USB? 接口电路?

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