基于USB接口電路的遠程電壓監測系統

2．1 AN2131QC的功能
AN2131QC是基于USBl．1的外設通信控制芯片，主要特點(diǎn)：(1)4時(shí)鐘周期的8051內核；(2)2個(gè)快速存儲器到存儲器的數據傳送指針；(3)擴展的中斷，包含有多個(gè)USFB數據傳輸中斷；(4)8 K內部RAM，用于存放程序和數據，支持外部存儲器；(5)靈活的固件程序升級；(6)32個(gè)輸入輸出管道，其中同步傳輸支持1 024 B長(cháng)度數據傳輸；(7)多種固件程序引導方式，方便的固件程序升級辦法。
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規范允許塊傳輸的最大數據包尺寸為8、16、32、64字節，中斷數據1～64字節。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字節的緩沖區空間。其中第2、4、6個(gè)IN和OUT端點(diǎn)可以和它緊接著(zhù)的端點(diǎn)提供雙緩沖區，允許8051在處理一個(gè)數據包的同時(shí)另外一個(gè)數據包在USB總線(xiàn)上傳輸，即6個(gè)端點(diǎn)對(USBPAIR寄存器)控制雙緩沖。8051在初始化時(shí)設置14個(gè)端點(diǎn)有效位，并且通知AN213lQC哪一個(gè)端點(diǎn)有效。塊數據出現在RAM中，每一個(gè)塊端點(diǎn)保留了64字節的RAM空間，1位計數寄存器，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(lái)決定端點(diǎn)是否為“忙”。在端點(diǎn)的忙位被設置時(shí)，8051不能讀寫(xiě)端點(diǎn)緩沖區和字節計數寄存器。當一個(gè)端點(diǎn)為805l操作準備好時(shí)，AN2131QC設置一個(gè)中斷清求位。AN2131QC向量中斷系統根據端點(diǎn)自動(dòng)傳輸控制，從中斷服務(wù)子程序分離出中斷請求來(lái)響應端點(diǎn)請求服務(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字節的緩沖區INOBUF和OUTOBUF。另外有一個(gè)附加的8字節緩沖區，對端點(diǎn)O來(lái)說(shuō)是唯一的，這個(gè)緩沖區保存著(zhù)在控制傳輸過(guò)程中的SETUP階段到達時(shí)的數據。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，它是一種主機用來(lái)處理設備控制信號的傳輸。主機通過(guò)端點(diǎn)。發(fā)送一系列標準設備請求表。
2．3 AN2131QC的程序引導
AN2131QC內部沒(méi)有ROM，因此程序只能在上電復位時(shí)從外部導入，主要為以下幾個(gè)途徑：
(1)通過(guò)驅動(dòng)程序，CYPRESS公司提供了工具將編譯的固件HEX文件嵌入到驅動(dòng)程序內，USB外圍設備接入到總線(xiàn)后，主機自動(dòng)將固件程序寫(xiě)入到：EZ-USB內RAM，完成枚舉和重枚舉。
(2)通過(guò)外部12CE2PROM。將固件HEX文件通過(guò)“HEX2BIX-I-B2(TARGET)．IIC(SOURCE)．HEX”命令轉換成IIC文件，用編程器或者“控制面板程序”寫(xiě)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
主機向外圍USB設備提供的最大電流是500 mA，因此當USB外圍設備電流消耗超過(guò)500 mA時(shí)，需外接電源。AN2131QC的工作電壓是3．3 V，可以通過(guò)LDO芯片將5 V轉換成3．3 V。
幾點(diǎn)要說(shuō)明：
(1)芯片的5、6、13、14、72腳通過(guò)一個(gè)1 kΩ電阻接地，主要用于上電測試。
(2)無(wú)論I2C總線(xiàn)是否外接有器件，SCL和SDA管腳都應通過(guò)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(guò)2個(gè)24 Ω電阻接到D+和D-端，可以抑制虛噪聲信號和限制環(huán)流。