基于USB接口電路的遠(yuǎn)程電壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

2．1 AN2131QC的功能
AN2131QC是基于USBl．1的外設(shè)通信控制芯片，主要特點(diǎn)：(1)4時(shí)鐘周期的8051內(nèi)核；(2)2個(gè)快速存儲(chǔ)器到存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)傳送指針；(3)擴(kuò)展的中斷，包含有多個(gè)USFB數(shù)據(jù)傳輸中斷；(4)8 K內(nèi)部RAM，用于存放程序和數(shù)據(jù)，支持外部存儲(chǔ)器；(5)靈活的固件程序升級(jí)；(6)32個(gè)輸入輸出管道，其中同步傳輸支持1 024 B長(zhǎng)度數(shù)據(jù)傳輸；(7)多種固件程序引導(dǎo)方式，方便的固件程序升級(jí)辦法。
2．2 AN2131QC的USB傳輸
AN213lQC的USB傳輸分為塊傳輸、控制傳輸和中斷傳輸。USB規(guī)范允許塊傳輸?shù)淖畲髷?shù)據(jù)包尺寸為8、16、32、64字節(jié)，中斷數(shù)據(jù)1～64字節(jié)。AN2131QC提供了8個(gè)IN端點(diǎn)和8個(gè)OUT端點(diǎn)，每一個(gè)端點(diǎn)具有最大64字節(jié)的緩沖區(qū)空間。其中第2、4、6個(gè)IN和OUT端點(diǎn)可以和它緊接著的端點(diǎn)提供雙緩沖區(qū)，允許8051在處理一個(gè)數(shù)據(jù)包的同時(shí)另外一個(gè)數(shù)據(jù)包在USB總線上傳輸，即6個(gè)端點(diǎn)對(duì)(USBPAIR寄存器)控制雙緩沖。8051在初始化時(shí)設(shè)置14個(gè)端點(diǎn)有效位，并且通知AN213lQC哪一個(gè)端點(diǎn)有效。塊數(shù)據(jù)出現(xiàn)在RAM中，每一個(gè)塊端點(diǎn)保留了64字節(jié)的RAM空間，1位計(jì)數(shù)寄存器，2位控制和狀態(tài)寄存器。8051能讀取狀態(tài)寄存器中的一位來決定端點(diǎn)是否為“忙”。在端點(diǎn)的忙位被設(shè)置時(shí)，8051不能讀寫端點(diǎn)緩沖區(qū)和字節(jié)計(jì)數(shù)寄存器。當(dāng)一個(gè)端點(diǎn)為805l操作準(zhǔn)備好時(shí)，AN2131QC設(shè)置一個(gè)中斷清求位。AN2131QC向量中斷系統(tǒng)根據(jù)端點(diǎn)自動(dòng)傳輸控制，從中斷服務(wù)子程序分離出中斷請(qǐng)求來響應(yīng)端點(diǎn)請(qǐng)求服務(wù)。
端點(diǎn)O是AN2131QC芯片中唯一的控制端點(diǎn)。AN2131QC提供了2個(gè)64字節(jié)的緩沖區(qū)INOBUF和OUTOBUF。另外有一個(gè)附加的8字節(jié)緩沖區(qū)，對(duì)端點(diǎn)O來說是唯一的，這個(gè)緩沖區(qū)保存著在控制傳輸過程中的SETUP階段到達(dá)時(shí)的數(shù)據(jù)。中斷傳輸是一種特殊的塊傳輸。AN2131QC控制端點(diǎn)O接收特殊的SETUP令牌，它是一種主機(jī)用來處理設(shè)備控制信號(hào)的傳輸。主機(jī)通過端點(diǎn)。發(fā)送一系列標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備請(qǐng)求表。
2．3 AN2131QC的程序引導(dǎo)
AN2131QC內(nèi)部沒有ROM，因此程序只能在上電復(fù)位時(shí)從外部導(dǎo)入，主要為以下幾個(gè)途徑：
(1)通過驅(qū)動(dòng)程序，CYPRESS公司提供了工具將編譯的固件HEX文件嵌入到驅(qū)動(dòng)程序內(nèi)，USB外圍設(shè)備接入到總線后，主機(jī)自動(dòng)將固件程序?qū)懭氲剑篍Z-USB內(nèi)RAM，完成枚舉和重枚舉。
(2)通過外部12CE2PROM。將固件HEX文件通過“HEX2BIX-I-B2(TARGET)．IIC(SOURCE)．HEX”命令轉(zhuǎn)換成IIC文件，用編程器或者“控制面板程序”寫入到I2C器件。I2C器件選用24LC64A或者24AA64，將其A0管腳上拉到高電平，A1，A2接地。
(3)采用外部FLASHIROM和RAM。固件程序如果大于4 K，那么就要考慮用這種方式，注意EA上拉到高電平。
2．4 AN2131QC的電路配置
主機(jī)向外圍USB設(shè)備提供的最大電流是500 mA，因此當(dāng)USB外圍設(shè)備電流消耗超過500 mA時(shí)，需外接電源。AN2131QC的工作電壓是3．3 V，可以通過LDO芯片將5 V轉(zhuǎn)換成3．3 V。
幾點(diǎn)要說明：
(1)芯片的5、6、13、14、72腳通過一個(gè)1 kΩ電阻接地，主要用于上電測(cè)試。
(2)無論I2C總線是否外接有器件，SCL和SDA管腳都應(yīng)通過2．2 kΩ的電阻上拉。
(3)不能讓W(xué)AKEUP管腳懸空。
(4)將USB+和USB-通過2個(gè)24 Ω電阻接到D+和D-端，可以抑制虛噪聲信號(hào)和限制環(huán)流。