基于CY7C68013A的USB通信程序開發(fā)設(shè)計(jì)

摘要：USB總線(Universal Setial Bus通用串行總線)是用來連接外圍設(shè)備與計(jì)算機(jī)的新式接口，文中給出了利用CY7C68013芯片上所集成的I2C控制器來控制USB設(shè)備上數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)現(xiàn)方法。該方法同時(shí)利用NI公司的LabVIEW來對上位機(jī)進(jìn)行編程，而對USB設(shè)備則采用控制傳輸方式，這樣同時(shí)保證了傳輸速度和數(shù)據(jù)的正確性。
關(guān)鍵詞：USB通用串行總線；CY7C68013A；Inter-Integrated Circuil；LabVIEW

0 引言
CY7C68013中集成有增強(qiáng)的8051微控制器及I2C兼容控制器，其傳輸速率可達(dá)100 kHz或400kHz。LabVIEW是一種以圖形化語言為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)虛擬儀器的軟件，LabVIEW采用圖形模式的結(jié)構(gòu)框圖來構(gòu)建程序代碼，LabVIEW程序由數(shù)據(jù)流驅(qū)動(dòng)，數(shù)據(jù)流控制著程序的執(zhí)行順序。LabVIEW功能強(qiáng)大，它帶有可擴(kuò)展函數(shù)庫和子程序庫的通用程序設(shè)計(jì)系統(tǒng)，它的VISA(Virtual InstrumentSoftware Architecture)是一個(gè)用來與各種儀器總線進(jìn)行通訊的高級應(yīng)用編程接口(API)，且不受平臺(tái)、總線和環(huán)境的限制。
I2C (Inter-Integrated Circuit)總線是由飛利浦公司開發(fā)的兩線式串行總線，主要用于連接微控制器及其外圍設(shè)備。它由數(shù)據(jù)線SDA和時(shí)鐘SCL構(gòu)成，用于發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。其最主要的優(yōu)點(diǎn)是簡單和有效。
一般情況下，一個(gè)完整的USB通信系統(tǒng)的軟件通常需要上位機(jī)程序、驅(qū)動(dòng)程序和固件程序三個(gè)部分。

1 上位機(jī)程序開發(fā)
采用NI公司的LabvIEW實(shí)現(xiàn)上位機(jī)程序開發(fā)，開發(fā)時(shí)可采用控制傳輸方式。控制傳輸中使用函數(shù)“VISA打開”來打開指定的USB設(shè)備，而“VISA USB控制輸出”函數(shù)則用來完成定義請求0xBl，它可將“寫入緩沖區(qū)”中的數(shù)據(jù)寫入FPGA寄存器。使用函數(shù)“VISA USB控制輸入”來完成自定義請求0xB2，并將FPGA寄存器中的數(shù)據(jù)讀回到“讀取緩沖區(qū)”中。其程序框圖如圖1所示。

波形設(shè)置上位機(jī)程序時(shí)，可利用子VI產(chǎn)生彈出窗口的功能來實(shí)現(xiàn)程序通道的設(shè)置，而通過事件結(jié)構(gòu)、case結(jié)構(gòu)、循環(huán)結(jié)構(gòu)則可實(shí)現(xiàn)任意波形產(chǎn)生的子VI；通過case結(jié)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)六種基本波形設(shè)置的子VI設(shè)計(jì)。

2 驅(qū)動(dòng)程序開發(fā)
設(shè)計(jì)時(shí)可采用NI公司的VISA來開發(fā)驅(qū)動(dòng)程序。當(dāng)進(jìn)行USB通信時(shí)，VISA提供兩類函數(shù)供LabVIEW調(diào)用，即USB INSTR設(shè)備與USB RAW設(shè)備。 USB INSTR設(shè)備是符合USBTMC協(xié)議的USB設(shè)備，使用USB INSTR類函數(shù)控制時(shí)，其通信無需配置NI-VISA；而USB RAW設(shè)備則是指除了明確符合USBTMC規(guī)格的儀器之外的任何USB設(shè)備，通信時(shí)都要配置NI-VISA。配置NI-VISA的詳細(xì)步驟和過程可參考NI官方網(wǎng)站上免費(fèi)提供的文檔《使用NI-VISA控制USB設(shè)備》。

3 固件程序開發(fā)
構(gòu)成建構(gòu)所需要修改的文件大約有五個(gè)。其中Fw.c為USB固件程序的主文件，為了實(shí)現(xiàn)控制傳輸，需要修改該文件：其一是要聲明用來響應(yīng)自定義設(shè)備請求的兩個(gè)函數(shù)，其二是設(shè)置自定義設(shè)備請求的響應(yīng)部分。
Periph．c首先要設(shè)置初始化函數(shù)TD_Init(void)，并應(yīng)設(shè)置與EPOBUF有關(guān)的寄存器、CPU的時(shí)鐘頻率以及與I2C相關(guān)的寄存器：其次還要定義用來響應(yīng)自定義設(shè)備請求的函數(shù)。