帶USB和智能讀卡器接口的C51微控制器

　　摘要：ATMEL公司是51單片機生產(chǎn)廠家之一,該公司新推出的AT8xC5122系列微處理器可支持USB和讀卡器，并且具有兩種封裝形式，可以方便地應(yīng)用于多種場合和儀器中。

　　關(guān)鍵詞：單片機；USB；讀卡器；微控制器；AT8xC5122

１?。粒裕福茫担保玻驳奶匦越Y(jié)構(gòu)

　　Ａｔｍｅｌ公司最近又生產(chǎn)了一系列帶ＵＳＢ和智能讀卡器接口的微處理器（如ＡＴ８３Ｃ５１２２、ＡＴ８５Ｃ５１２２、ＡＴ８９Ｃ５１２２等）。這些器件是由８位微處理器８０Ｃ５１優(yōu)化派生出來的高性能ＣＭＯＳ微處理器，帶有ＵＳＢ和智能讀卡器接口，其中ＡＴ８ｘＣ５１２２保留了Ａｔｍｅｌ ８０Ｃ５１的特性，帶有３２ｋＢ的ＲＯＭ、７６８字節(jié)的內(nèi)部ＲＡＭ、一個四級中斷系統(tǒng)、兩個１６位定時器／計數(shù)器（Ｔ０／Ｔ１）以及一個帶有波特率發(fā)生器和片內(nèi)晶振器的全雙工增強型ＵＡＲＴ（ＥＵＡＲＴ）。

　　另外，ＡＴ８ｘＣ５１２２還含有一個帶７個端點的ＵＳＢ２．０全速功能控制器、 一個多協(xié)議的智能卡接口、一對數(shù)據(jù)指針、７個可編程的ＬＥＤ電流源（２－４－１０ｍＡ）和一個硬件看門狗電路。

　　帶３２ｋＢ存儲器的ＡＴ８９Ｃ５１２２閃速ＲＡＭ版本和ＡＴ８５Ｃ５１２２代碼ＲＡＭ版本可以被駐留在片內(nèi)的ＲＯＭ在系統(tǒng)編程（ＩＳＰ），并可通過ＵＳＢ或ＵＡＲＴ加載。

　　ＡＴ８ｘＣ５１２２有兩種軟件可選的降低功耗方式。圖１為ＡＴ８ｘＣ５１２２的內(nèi)部功能框圖。

２　管腳配置說明

　?。粒裕福茫担保玻灿袃煞N封裝形式，分別為ＶＱＦＰ６４封裝和ＰＬＣＣ２８封裝，圖２所示是采用ＶＱＦＰ ６４封裝的引腳排列。各引腳的功能說明如下：

　　Ｐ０～Ｐ５：Ｉ／Ｏ端口。

　?。遥樱裕簭?fù)位輸入。當晶振復(fù)位器件時，此腳應(yīng)保持６４個晶振周期為低。無論晶振工作與否，只要有低于ＶＩＬ的電壓出現(xiàn)，各種端口都將處于復(fù)位狀態(tài)。但在內(nèi)部復(fù)位時，輸出要保持至少１２個晶振周期。

　　Ｄ＋：ＵＳＢ正向數(shù)據(jù)上行端口，該腳需要一個１．５ｋΩ的外部上拉電阻接到ＶＲＥＦ，以達到全速。

　?。模海眨樱路聪驍?shù)據(jù)上行端口。

　?。郑遥牛疲海眨樱聟⒖茧妷狠斎?， 范圍為３．０～３．６ Ｖ。 ＶＲＥＦ一般通過一個１．５ｋΩ的電阻連到Ｄ＋上，ＶＲＥＦ電壓可由軟件控制。

　　ＸＴＡＬ１：輸入到片內(nèi)晶振放大器，使用內(nèi)部晶振時，需要一個晶體／諧振電路連到這個管腳。使用外部晶振時，應(yīng)將輸出端連到這個管腳。

　?。兀裕粒蹋玻浩瑑?nèi)晶振放大器輸出。

　?。牛粒和獠看嫒∈鼓埽牛帘仨毥拥夭拍茏x取外部存儲器００００ｈ－ＦＦＦＦｈ的代碼。如果程序設(shè)置為安全１級，ＥＡ鎖定為復(fù)位狀態(tài)。

    ＡＬＥ：地址鎖定使能／程序脈沖端。在讀取外部存儲器時，輸出脈沖鎖定地址的低字節(jié)。在正常情況下，ＡＬＥ發(fā)出持續(xù)的１／６晶振頻率以用作外部的定時或時鐘。應(yīng)注意的是：每存取一次外部存儲器，都有一個ＡＬＥ脈沖。此外，這個管腳還可作為閃存編程的輸入脈沖（ＰＲＯＧ）。當特殊功能寄存器（ＳＦＲ）的ＡＵＸＲ．０位設(shè)置為０時，ＡＬＥ在整個內(nèi)部存取過程中不起作用。

　?。校樱牛危壕幊踢x通使能，用于讀取選通外部程序存儲器。執(zhí)行外部程序存儲器的代碼時，每個機器周期，ＰＳＥＮ出現(xiàn)兩次。存取內(nèi)部程序存儲器時，ＰＳＥＮ不起作用。

　?。校蹋蹋疲航拥剑遥镁W(wǎng)絡(luò)的ＰＬＬ低通濾波器。

　?。粒郑茫茫耗M電壓用于片內(nèi)ＰＬＬ和ＵＳＢ設(shè)備。

　?。郑茫?：內(nèi)部電壓調(diào)節(jié)器和Ｉ／Ｏ電源。

　?。蹋桑海模茫模?輸入，ＬＩ必須通過一個電感（４．７μＨ）連到ＶＣＣ上，以便為ＤＣ／ＤＣ 轉(zhuǎn)換器提供泵電流。

　　ＣＶＣＣ：卡信號電壓，該電壓可用于卡接口的編程，設(shè)計時需要連接一個去耦電容。

　　ＤＶＣＣ：數(shù)字電源，為數(shù)字核和內(nèi)部Ｉ／Ｏ提供電壓，該腳內(nèi)部連到一個３．３Ｖ電壓調(diào)節(jié)器的輸出，并外接一個去耦電容器。

　?。茫郑樱樱海模茫模?地，用于從外部電感接收電流。

　?。郑樱樱簲?shù)字地。

　?。粒郑樱樱耗M地。

３　應(yīng)用舉例

　　現(xiàn)在ＩＣ卡用得越來越普遍了。由于ＡＴ８ｘＣ５１２２帶有ＵＳＢ接口和讀卡器接口，所以很多場合和很多儀器中可以用到它們，比如交警用的手持刷卡機內(nèi)核就可以使用這些微處理器。圖４為ＡＴ８ｘＣ５１２２的典型應(yīng)用示意圖。