USBN9604及其在USB接口設(shè)計(jì)中的應(yīng)用
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USB通用串行總線(xiàn)是近年興起的一種通信方式。USB協(xié)議1．1版規(guī)定了低速(1．5Mb／s)和全速(12Mb／s)兩種速率，目前大部分USB器件支持該協(xié)議。2000年USB2．0白皮書(shū)出臺(tái)后，其速度最高可達(dá)480Mb／s。該總線(xiàn)是由Compaq、Intel、Microsoft、NEC四公司共同提出，并得到了眾多廠商的支持。USB接口具有安裝方便、高速、靈活、低成本、易擴(kuò)展，支持熱插拔等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)逐漸成為現(xiàn)代數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌l(fā)展趨勢(shì)。
2 USBN9604
USBN9604是NatiONalSemiconductor公司設(shè)計(jì)生產(chǎn)的一款較新型的專(zhuān)用USB通信控制芯片，是US-BN9602的改進(jìn)產(chǎn)品，同時(shí)在時(shí)鐘產(chǎn)生電路的復(fù)位機(jī)制上又較USBN9603有所改進(jìn)。USBN9604支持全速傳輸，可滿(mǎn)足USBl．0和1．1協(xié)議。它具有8位并行接口，可支持DMA、MICROWIRE／PLUS。圖1是US-BN9604的結(jié)構(gòu)框圖。其主要特點(diǎn)如下：
USBN9604內(nèi)部有64個(gè)映射到內(nèi)存的寄存器，主要有主控制寄存器(MCNTRL)、時(shí)鐘配置寄存器(CCONF)、主事件寄存器(MAEV)、轉(zhuǎn)換事件寄存器ALteV)、接收發(fā)送事件寄存器(RXEV、TXEV)以及各端點(diǎn)的控制寄存器和收發(fā)數(shù)據(jù)及狀態(tài)寄存器等。固件的大部分功能就是完成對(duì)此寄存器組的讀寫(xiě)，實(shí)現(xiàn)對(duì)接口的配置、接口狀態(tài)的轉(zhuǎn)換以及數(shù)據(jù)在外設(shè)和計(jì)算機(jī)之間的傳輸?shù)取?/P>
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3 USB接口的硬件實(shí)現(xiàn)
51單片機(jī)與USBN9604的并行連接有兩種方式，即非復(fù)用方式和復(fù)用方式。它們可通過(guò)設(shè)置引腳MODE0、MODEl來(lái)選擇。在非復(fù)用方式時(shí)，可用控制引腳CS、RD、WR、地址引腳A0和雙向數(shù)據(jù)線(xiàn)D[7：0]實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的地址讀寫(xiě)。而在復(fù)用方式時(shí)，則使用控制引腳CS、RD、WR、地址鎖存信號(hào)ALE和雙向數(shù)據(jù)線(xiàn)D[7：01實(shí)現(xiàn)其地址讀寫(xiě)。本設(shè)計(jì)采用復(fù)用方式進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。
圖2所示是89C51單片機(jī)和USBN9604的接口電路，該電路由一片89C51單片機(jī)、USBN9604、時(shí)鐘振蕩電路以及相應(yīng)的外圍電路組成。其中USBN9604通過(guò)外部中斷INT0與89C51單片機(jī)進(jìn)行通信。
4 USB接口的軟件實(shí)現(xiàn)
設(shè)備固件是設(shè)備運(yùn)行的核心，可采用C語(yǔ)言設(shè)計(jì)。其主要功能是控制USBN9604接受并處理USB驅(qū)動(dòng)程序的請(qǐng)求(如各種標(biāo)準(zhǔn)請(qǐng)求)、接收／_k傳數(shù)據(jù)。當(dāng)主程序完成CPU和USBN9604的初始化后，可用while循環(huán)等待外部中斷。中斷處理程序可在給出中斷人口后跳出中斷。所有的USB事物處理都在函數(shù)USB-ISR中完成。圖3所示是USB-ISR程序框圖。在USB-ISR中，通過(guò)程序可讀取USBN9604中的主事件寄存器(MAEV)，并判斷中斷原因，包括收發(fā)事件的發(fā)生、總線(xiàn)狀態(tài)的改變以及握手信號(hào)的產(chǎn)生等，同時(shí)可根據(jù)不同原因進(jìn)入相應(yīng)函數(shù)。另外也可通過(guò)函數(shù)具體實(shí)現(xiàn)各種USB標(biāo)準(zhǔn)的請(qǐng)求、端點(diǎn)0的接收和發(fā)送以及其它端點(diǎn)的收發(fā)和總線(xiàn)狀態(tài)的改變等。
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