�。常� ＵＳＢ 接口硬件電路設(shè)計(jì)
由于Ｃ８０５１Ｆ３２０微控制器具有簡(jiǎn)單易用的特點(diǎn),因此,用Ｃ８０５１Ｆ３２０進(jìn)行ＵＳＢ接口的硬件設(shè)計(jì)也顯得十分簡(jiǎn)單,主要包括兩部分的內(nèi)容,一是接口轉(zhuǎn)換模塊供電方式的選擇,二是ＵＳＢ引腳的連接,圖２是其ＵＳＢ接口電路圖。
由于整個(gè)模塊的功率估計(jì)在３Ｗ左右,而ＵＳＢ總線的供電量只適合小功率模塊的供電,最大也只有５００ｍＡ,因此不能滿足整個(gè)模塊的安全供電,所以模塊選擇自供電模式,圖２所示的整個(gè)模塊（包括Ｃ８０５１Ｆ３２０和模塊中所有其它部分）的供電電源都來(lái)自外部５Ｖ電源。由于Ｃ８０５１Ｆ３２０中的ＵＳＢ收發(fā)器內(nèi)部集成了上拉電阻,因而不需要任何外部器件便可直接與ＵＳＢ接口相連。
３．２ ＵＳＢ固件程序設(shè)計(jì)
ＵＳＢ固件程序設(shè)計(jì)是ＵＳＢ接口部分的主要工作,它的主要目的是：當(dāng)ＵＳＢ設(shè)備連接到主機(jī)上時(shí),主機(jī)可以發(fā)現(xiàn)新設(shè)備,然后建立連接并完成數(shù)據(jù)傳輸任務(wù),也就是能夠讓Ｗｉｎｄｏｗｓ正常檢測(cè)和識(shí)別ＵＳＢ設(shè)備。因此在ＵＳＢ固件程序中,最重要的工作就是ＵＳＢ描述符的定義和ＵＳＢ傳輸中斷的處理。
（１）ＵＳＢ描述符
�。眨樱旅枋龇牵眨樱聟f(xié)議定義的一套描述設(shè)備功能和屬性的固定結(jié)構(gòu)的描述語(yǔ)言。ＵＳＢ２．０中的描述符包括設(shè)備描述符、配置描述符、接口描述符、端點(diǎn)描述符等８種標(biāo)準(zhǔn)描述符和其它一些非標(biāo)準(zhǔn)描述符。ＵＳＢ主機(jī)通過(guò)ＵＳＢ描述符完成設(shè)備類型的識(shí)別和配置,同時(shí)為設(shè)備提供相應(yīng)的客戶端驅(qū)動(dòng)程序,運(yùn)行于ＵＳＢ協(xié)議棧上層的客戶端驅(qū)動(dòng)程序通過(guò)這些信息來(lái)正確訪問設(shè)備并與其通信,從而達(dá)到即插即用的目的。其中,配置中用到的兩個(gè)端點(diǎn)描述符如表１所列。
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（２）ＵＳＢ中斷服務(wù)程序的編寫
當(dāng)ＵＳＢ中斷到達(dá)時(shí),Ｃ８０５１Ｆ３２０首先通過(guò)讀�。眨樱鹿δ芸刂破鞯娜齻�(gè)中斷寄存器ＣＭＩＮＴ、ＩＮ１ＩＮＴ和ＯＵＴ１ＩＮＴ來(lái)判斷中斷來(lái)源（ＵＳＢ復(fù)位中斷、端點(diǎn)０中斷、端點(diǎn)１輸入中斷、端點(diǎn)２輸出中斷）,然后根據(jù)不同的中斷來(lái)源跳入相應(yīng)的處理模塊以進(jìn)行不同的中斷處理,并在處理完畢后返回。
其中,端點(diǎn)０是每個(gè)ＵＳＢ設(shè)備都必須支持的默認(rèn)控制傳輸端點(diǎn),主要用于主機(jī)對(duì)ＵＳＢ設(shè)備的配置、狀態(tài)信息的獲取和設(shè)備錯(cuò)誤的糾正等,它的中斷處理模塊由控制輸出和控制輸入兩部分組成。每次傳輸首先由設(shè)置事務(wù)開始,然后根據(jù)設(shè)置事務(wù)數(shù)據(jù)包中的ＵＳＢ標(biāo)準(zhǔn)命令請(qǐng)求判斷該次傳輸是控制輸入還是控制輸出。由于作用和地位的特殊性和重要性,端點(diǎn)０中斷處理模塊是一個(gè)最為復(fù)雜的中斷處理模塊。結(jié)合Ｃ８０５１Ｆ３２０端點(diǎn)０控制狀態(tài)寄存器Ｅ０ＣＳＲ的特點(diǎn)和應(yīng)用的具體需求,圖３給出了該中斷處理模塊的流程圖,主要是對(duì)控制傳輸中設(shè)置事務(wù)的分析和處理。
ＵＳＢ復(fù)位中斷的主要作用是將相關(guān)ＵＳＢ變量、寄存器和各端點(diǎn)的狀態(tài)恢復(fù)為初始狀態(tài)（需要注意的是：復(fù)位后,端點(diǎn)０為空閑狀態(tài),端點(diǎn)１的 ＩＮ和端點(diǎn)２的ＯＵＴ為暫停狀態(tài)）。端點(diǎn)１輸入中斷和端點(diǎn)２輸出中斷均為批量傳輸中斷,其主要作用是在收到中斷時(shí),在各自預(yù)先定義好的緩沖區(qū)中寫入要傳輸給主機(jī)的數(shù)據(jù)或取走主機(jī)傳輸過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù),實(shí)際上,這是Ｃ８０５１Ｆ３２０ 讀寫ＵＳＢ緩沖區(qū)的過(guò)程。
�。础〗Y(jié)束語(yǔ)
ＵＳＢ復(fù)位中斷的主要作用是將相關(guān)ＵＳＢ變量、寄存器和各端點(diǎn)的狀態(tài)恢復(fù)為初始狀態(tài)（需要注意的是：復(fù)位后,端點(diǎn)０為空閑狀態(tài),端點(diǎn)１的 ＩＮ和端點(diǎn)２的ＯＵＴ為暫停狀態(tài)）。端點(diǎn)１輸入中斷和端點(diǎn)２輸出中斷均為批量傳輸中斷,其主要作用是在收到中斷時(shí),在各自預(yù)先定義好的緩沖區(qū)中寫入要傳輸給主機(jī)的數(shù)據(jù)或取走主機(jī)傳輸過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù),實(shí)際上,這是Ｃ８０５１Ｆ３２０ 讀寫ＵＳＢ緩沖區(qū)的過(guò)程。
�。础〗Y(jié)束語(yǔ)
隨著ＵＳＢ技術(shù)的日益成熟,越來(lái)越多的測(cè)控設(shè)備趨向于引入ＵＳＢ總線接口技術(shù)或者只提供ＵＳＢ外接接口,所以設(shè)計(jì)一種ＵＳＢ接口到測(cè)控網(wǎng)絡(luò)總線的接口轉(zhuǎn)換模塊非常必要。文中給出的這種ＵＳＢ和ＣＡＮ總線的接口轉(zhuǎn)換模塊就是立足于這類需要而進(jìn)行的一項(xiàng)前期研究工作,該方案具有較強(qiáng)的實(shí)用性。
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