嵌入式系統(tǒng)與PC機(jī)的USBUART通信設(shè)計(jì)

在這個(gè)示例中，除了選擇必需的USBUART用戶模塊外，還選擇使用了1個(gè)LED用戶模塊，該模塊用于控制LED指示USB的工作狀態(tài)。根據(jù)硬件電路，配置該模塊的輸出為CY7C64215的P1_2引腳，用于驅(qū)動(dòng)LED。
選擇配置完2個(gè)用戶模塊后，就可讓PSoC Designer生成應(yīng)用程序框架了。在這個(gè)過程中，PSoC Designer會(huì)自動(dòng)綜合所有的配置信息，更新和產(chǎn)生所使用用戶模塊的底層匯編語(yǔ)言驅(qū)動(dòng)代碼和API函數(shù)，并同時(shí)生成一個(gè)C語(yǔ)言的主程序框架。
接下來就是編寫USBUART設(shè)備的上層應(yīng)用程序代碼了。在PSoC Designer中，打開已經(jīng)生成的main．c主程序，添加如下所示的簡(jiǎn)單代碼：

這段簡(jiǎn)單的C代碼功能首先啟動(dòng)LED和USBUART用戶模塊工作，開放CPU的中斷允許，然后等待USB初始化。USB接口初始化成功(與PC連接成功)后，程序開始循環(huán)查詢和接收PC下發(fā)的數(shù)據(jù)，然后將收到的數(shù)據(jù)再回送給PC，同時(shí)控制LED的閃爍，從而實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的、可作為USBUART設(shè)備性能測(cè)試的Echo功能。
最后編譯整個(gè)系統(tǒng)程序，生成HEX文件，通過ISSP下載燒錄到CY7C64215中。整個(gè)軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程便告完成。
3．3 USBUART的連接與測(cè)試
使用l根普通的USB延長(zhǎng)連接線，將CY7C64215的USB口連接到PC機(jī)的USB口上，PC顯示發(fā)現(xiàn)新的USB設(shè)備，并提示安裝驅(qū)動(dòng)。USBUART設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程序是PSoC Designer自動(dòng)生成的，保存在工程文件目錄的L1B子目錄下，文件名為USBUART_XP_Vista．inf(或US―BUART．inf)。用戶只要按照提示的要求，選擇這個(gè)USB設(shè)備文件就可以安裝USBUART的驅(qū)動(dòng)了。打開PC機(jī)的硬件配置，會(huì)發(fā)現(xiàn)PC的硬件設(shè)備中多了1個(gè)COM口。
接下來的測(cè)試是在PC機(jī)上打開串口調(diào)試工具(如超級(jí)終端)，連接到該COM口，然后手動(dòng)發(fā)送1個(gè)任意字符。CY7C64215控制的LED則開始閃爍，在超級(jí)終端上也同時(shí)收到由USBUART回送的該字符。
更進(jìn)一步的測(cè)試是，將超級(jí)終端的波特率設(shè)置成115 200 bps，每隔1 ms自動(dòng)發(fā)送1個(gè)字符。此時(shí)CY7C64215控制的LED全亮(由于閃爍間隔時(shí)間太短)，超級(jí)終端也會(huì)連續(xù)收到字符。通過對(duì)比在超級(jí)終端中發(fā)送和接收到的字符個(gè)數(shù)是否相同，可以驗(yàn)證是否丟失數(shù)據(jù)。

4 總 結(jié)
RS232是單個(gè)設(shè)備接入計(jì)算機(jī)時(shí)最常采用的一種方式，由于其通信規(guī)程協(xié)議比較簡(jiǎn)單，很多傳統(tǒng)的儀器設(shè)備和嵌入式系統(tǒng)都采用了這種通信方式。將USB轉(zhuǎn)UART技術(shù)應(yīng)用于嵌入式系統(tǒng)與．PC機(jī)之間的數(shù)據(jù)通信，在計(jì)算機(jī)上產(chǎn)生1個(gè)虛擬的COM口，用戶只需像使用通用串行口一樣使用USB口即可。這樣不僅能使嵌入式系統(tǒng)具備USB通信的諸多優(yōu)點(diǎn)，簡(jiǎn)化了USB編程，同時(shí)還可以利用USB對(duì)嵌入式系統(tǒng)提供5 V的電源(500 mA以下)。而PSoC USB和USBUART則提供了非常方便和快捷的實(shí)現(xiàn)方法，并具備以下幾個(gè)特點(diǎn)。
該方案使得工程師能夠繞過復(fù)雜的USB底層接口和協(xié)議，采用簡(jiǎn)便的RS232(UART)方式進(jìn)行上層系統(tǒng)設(shè)計(jì)，繼承了傳統(tǒng)方案的優(yōu)點(diǎn)，不會(huì)給設(shè)計(jì)人員帶來困難。同采用配置1根“USB to RS232”轉(zhuǎn)換電纜的方案相比，USBUART的硬件設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)更為簡(jiǎn)單，物理接口占用的空間也大大減小。在電路上不僅省掉了UART與RS232的電平轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)(MAX232)，還可以使一些小型、微型的嵌入式系統(tǒng)直接采用由PC機(jī)的USB口供電的工作方式，進(jìn)一步省掉了電源系統(tǒng)，有效降低了整個(gè)系統(tǒng)的硬件成本。
USBUART本身還提供了20多個(gè)應(yīng)用編程接口(API)子程序，它們作為該用戶模塊的一部分，使設(shè)計(jì)人員只需要在更高層次上與USBUART模塊打交道。而且CY7C64215、CY8C24x94除了具備USB端口外，還含有多個(gè)可編程配置的數(shù)字和模擬模塊、32 KB的Flash、1 KB的SRAM、2個(gè)8×8的乘法器、1個(gè)32位加法器、超過56個(gè)可編程的I／O(CY8C24x94)等強(qiáng)大的資源。僅僅1片芯片，不但可以實(shí)現(xiàn)基于USB的通信，還可以同時(shí)完成各種不同的模擬和數(shù)字，以及模數(shù)混合的應(yīng)用(如CapSense、CY8C24x94)。
本方案非常適合在設(shè)計(jì)新的產(chǎn)品和系統(tǒng)時(shí)采用，作者已經(jīng)成功地將其融入到多個(gè)新設(shè)計(jì)的系統(tǒng)和產(chǎn)品中使用。