一種usb接口電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種USB接口電路。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的接口電路都是直接讀取并口數(shù)據(jù)，并口讀取速度慢，而且還需要提供專門的接口，現(xiàn)在好多的計算機設(shè)備已經(jīng)取消了并行接口，使用非常不方便。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案是:一種USB接口電路，包含單片機和USB轉(zhuǎn)換芯片，單片機控制USB轉(zhuǎn)換芯片的工作。
[0004]作為本發(fā)明的優(yōu)化方案，USB接口電路是并口轉(zhuǎn)USB。
[0005]作為本發(fā)明的優(yōu)化方案，USB接口電路包含DC-DC變換器。
[0006]本發(fā)明具有積極的效果:用FT245BM進(jìn)行USB接口的開發(fā)，簡單、容易，開發(fā)周期短，在短距離傳輸(小于1.5m)的情況下完全可以取代串口，而且不需要投入較大的成本，比較容易在工程中采用；使用FT245BM芯片作為USB接口芯片的儀表可以通過USB連接線直接與電腦進(jìn)行連接?？梢钥焖賹崿F(xiàn)USB接口的設(shè)計，滿足測試系統(tǒng)所要求的高速數(shù)據(jù)傳輸任務(wù)。采用這種USB設(shè)計方案在實際應(yīng)用中表現(xiàn)良好，達(dá)到了預(yù)期目的，為測試系統(tǒng)如期交貨創(chuàng)造了條件。
【附圖說明】
[0007]為了使本發(fā)明的內(nèi)容更容易被清楚地理解，下面根據(jù)具體實施例并結(jié)合附圖，對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，其中
[0008]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)圖；
[0009]圖2為本發(fā)明單片機讀取流程；
[0010]圖3為本發(fā)明USB讀取到計算機的流程。
【具體實施方式】
[0011]本發(fā)明一種USB接口電路，包含單片機和USB轉(zhuǎn)換芯片，單片機控制USB轉(zhuǎn)換芯片的工作。USB接口電路是并口轉(zhuǎn)USB。USB接口電路包含DC-DC變換器是通過USB接口實現(xiàn)測試系統(tǒng)的軟件和硬件的連接。USB設(shè)備作為一個完整的硬件設(shè)備，是由硬件和固件兩部分來組成的。其中固件中包括了有關(guān)系統(tǒng)配置和CPU的設(shè)置模塊、USB協(xié)議棧模塊等，USB接口的設(shè)備功能主要通過設(shè)備固件來實現(xiàn)，并且接口固件的編制，決定了整個接口的性能，同樣的接口電路，裝載不同的固件程序就能實現(xiàn)以不同數(shù)據(jù)傳輸格式和協(xié)議與主機通訊。因此USB接口的硬件基本上可以獨立于系統(tǒng)之外?？墒荱SB的開發(fā)要求設(shè)計人員對USB的標(biāo)準(zhǔn)、Firmware (固件)、編程及驅(qū)動程序的編寫等有較深入的理解，因此限制USB的開發(fā)，而基于FT245BM芯片的USB產(chǎn)品開發(fā)，能夠使研發(fā)人員在最短的周期內(nèi)開發(fā)出相應(yīng)USB產(chǎn)品。
[0012]1)硬件部分的設(shè)計
[0013]FT245BM的FIFO控制器實現(xiàn)與單片機(如AVR等)的接口，主要通過8根數(shù)據(jù)線D0?D7及讀寫控制線來完成和單片機的數(shù)據(jù)傳送。FT245BM內(nèi)含兩個FIFO數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，一個是128字節(jié)的接收緩沖區(qū)，另一個是384字節(jié)的發(fā)送緩沖區(qū)。它們均用于USB數(shù)據(jù)與并行I/O 口數(shù)據(jù)的交換緩沖區(qū)。FT245BM采用32腳的PQFP封裝，體積比較小巧，易于和單片機做到同一塊板上。另夕卜，F(xiàn)T245BM還包括一個內(nèi)置的3.3V的穩(wěn)壓器，1個6MHz的振蕩器、8倍頻的時鐘倍頻器、USB鎖相環(huán)和EEPR0M接口。
[0014]本系統(tǒng)的USB接口設(shè)計主要考慮了以下幾個方面的配置:
[0015]1)傳輸方式在內(nèi)部硬件邏輯的作用下實現(xiàn)USB串行數(shù)據(jù)格式與并行格式的雙向轉(zhuǎn)換，PC通過USB 口與FT245BM進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。其通過并行方式與下位機通信。
[0016]2)傳輸速率低速(lMByte/s)。
[0017]3)供電方式計算機供電，計算機的USB 口能夠提供5V電源，單片機是3.3V供電，所以在本系統(tǒng)中用到DC-DC變換器LP2987，經(jīng)電壓變換后把5V變?yōu)?.3V供單片機使用。LP2987是一款國家半導(dǎo)體推出的超低壓線形穩(wěn)壓器，輸出的負(fù)載電流可達(dá)到20mA。
[0018]USB讀數(shù)電路以單片機和FT245BM為核心器件。由于FT245BM將涉及USB協(xié)議的高速信號全部集成在芯片內(nèi)部，從而降低了系統(tǒng)對單片機性能的要求，本設(shè)計選用ATmega32L是AVR公司的Mega系列高檔單片機[3°]。采集過程結(jié)束后，存儲器裝滿了測試數(shù)據(jù)，單片機在USB接口中起到了橋梁的作用，其I/O端口 PA 口與8位數(shù)據(jù)線D[0..7]相連，作為數(shù)據(jù)總線。其它讀寫狀態(tài)/控制信號則由PB 口和PC 口提供。在硬件設(shè)計中，存儲器到單片機的數(shù)據(jù)總線是單向的，數(shù)據(jù)只能從存儲器向單片機，而單片機與FT245BM之間的數(shù)據(jù)則是雙向的，既能完成測試數(shù)據(jù)的上行傳輸，又能完成計算機指令的下行傳輸。(注:中間用到741vc4245a,用來轉(zhuǎn)換邏輯電平，因為FT245BM是5V供電，而存儲器、單片機都是用3.3V供電)
[0019]1.軟件部分設(shè)計
[0020]USB接口軟件是配合接口硬件實現(xiàn)USB數(shù)據(jù)的高速快速傳輸，包括單片機端和PC端。
[0021](1)單片機端的軟件設(shè)計
[0022]單片機在本系統(tǒng)中既提供了控制信號，又是數(shù)據(jù)交換的中轉(zhuǎn)站，從而完成數(shù)據(jù)的交換?；贔T245BM的讀寫時序，圖2是單片機自FT245BM讀數(shù)的流程圖，讀取數(shù)據(jù)前，首先要通過計算機發(fā)送讀數(shù)命令，該指令經(jīng)USB 口傳輸至FT245BM。FT245BM經(jīng)內(nèi)部的串并轉(zhuǎn)換，輸出并行數(shù)據(jù)至FIFO控制器，同時將RXF信號置為低電平。單片機通過查詢RXF狀態(tài)判斷FT245BM是否有數(shù)據(jù)等待讀取，RXF由高變低后，單片機將讀數(shù)控制信號RD置低。FT245BM在檢測到RD信號變低后，迅速將FIFO中的數(shù)據(jù)放在數(shù)據(jù)總線上。單片機從總線上讀取數(shù)據(jù)后，首先進(jìn)行判斷，若為讀數(shù)指令，則單片機進(jìn)入從測試系統(tǒng)讀數(shù)的子程序。讀取存儲器數(shù)據(jù)時，測試系統(tǒng)的時序控制電路在0E信號的作用下推動存儲器的地址，存儲器則將對應(yīng)地址的數(shù)據(jù)放在總線上，然后單片機判斷FT245BM的寫允許信號TXE是否為低電平，若為低電平則進(jìn)入往FT245BM發(fā)送數(shù)據(jù)子程序，若為高電平說明FT245BM忙，不能寫數(shù)據(jù)，單片機繼續(xù)判斷TXE信號，直到變低為止。發(fā)送數(shù)據(jù)時，單片機首先置FT245BM的寫控制信號WR為高電平，將8位數(shù)據(jù)D[0..7]送到并行1/0 口上，在WR信號電平由高變低時數(shù)據(jù)被寫入發(fā)送緩沖區(qū)中。在編程時，根據(jù)存儲器的存儲容量設(shè)定循環(huán)變量即可將測試數(shù)據(jù)經(jīng)USB 口發(fā)送至計算機。流程圖如圖3所示。
[0023]總之，用FT245BM進(jìn)行USB接口的開發(fā)，簡單、容易，開發(fā)周期短，在短距離傳輸(小于1.5m)的情況下完全可以取代串口，而且不需要投入較大的成本，比較容易在工程中采用；使用FT245BM芯片作為USB接口芯片的儀表可以通過USB連接線直接與電腦進(jìn)行連接?？梢钥焖賹崿F(xiàn)USB接口的設(shè)計，滿足測試系統(tǒng)所要求的高速數(shù)據(jù)傳輸任務(wù)。采用這種USB設(shè)計方案在實際應(yīng)用中表現(xiàn)良好，達(dá)到了預(yù)期目的，為測試系統(tǒng)如期交貨創(chuàng)造了條件。
[0024]以上所述的具體實施例，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種USB接口電路，其特征在于:包含單片機和USB轉(zhuǎn)換芯片，單片機控制USB轉(zhuǎn)換芯片的工作。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種USB接口電路，其特征在于:USB接口電路是并口轉(zhuǎn)USB。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種USB接口電路，其特征在于，所述的USB接口電路包含DC-DC變換器。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種USB接口電路，包含單片機和USB轉(zhuǎn)換芯片，單片機控制USB轉(zhuǎn)換芯片的工作。USB接口電路是并口轉(zhuǎn)USB。USB接口電路包含DC-DC變換器。本接口電路開發(fā)，簡單、容易，開發(fā)周期短，在短距離傳輸(小于1.5m)的情況下完全可以取代串口，而且不需要投入較大的成本，比較容易在工程中采用；可以通過USB連接線直接與電腦進(jìn)行連接?？梢钥焖賹崿F(xiàn)USB接口的設(shè)計，滿足測試系統(tǒng)所要求的高速數(shù)據(jù)傳輸任務(wù)。采用這種USB設(shè)計方案在實際應(yīng)用中表現(xiàn)良好，達(dá)到了預(yù)期目的，為測試系統(tǒng)如期交貨創(chuàng)造了條件。
【IPC分類】G06F13/40
【公開號】CN105320629
【申請?zhí)枴緾N201410286433
【發(fā)明人】趙雙陽
【申請人】趙雙陽
【公開日】2016年2月10日
【申請日】2014年6月19日