基于nRF24L01的無(wú)線(xiàn)USB控制系統

nRF24L01模塊在PCB布線(xiàn)時(shí)采用雙面板，底層全部鋪地，頂層放置元器件，所有電容電阻電感采用0402封裝電容電感電阻盡量靠近芯片引腳，頂層也需大面積鋪地，在頂層和底層放置大量的通孔。該模塊供電電壓為3．3V，SPI接口可以直接與5V的MCU的IO口相連接，無(wú)SPI接口的MCU可以用IO口模擬SPI時(shí)序，使用方便。
2．2 USB控制芯片PDIUSBDl2原理圖
PDIUSBD12是一款性?xún)r(jià)高的USB控制芯片，它與MCU配合使用，這使得設計者可以靈活地選擇MCU，它與MCU之間通過(guò)并行接口通信，還支持本地DMA傳輸。圖5是PDIUSBD12與STC89C58RD+單片機連接的原理圖。
上圖未畫(huà)出STC89C58RD+單片機，只給出了網(wǎng)點(diǎn)名稱(chēng)，如P00-P07、P27、ALE、INTl、WR、RD，STC89C58RD+與標準的80C51(如AT89S51)引腳完全兼容，PDIUSBD12與MCU的連接有2種方式：總線(xiàn)方式和分開(kāi)的地址數據方式。采用總線(xiàn)方式時(shí)引腳10的ALE連接MCU的ALE，引腳28的A0接到高電平；采用分開(kāi)的地址數據方式，則ALE連接低電平，A0連接任意的IO口，數據或地址(命令)由A0來(lái)區分。圖5采用總線(xiàn)方式。另外該無(wú)線(xiàn)USB控制器直接使用USB接口供電，省去了電源，降低了成本。

3 系統的軟件部分
3．1 USB的固件與PC端應用軟件設計
當USB設備連接到主機后，主機要先進(jìn)行一系列的枚舉過(guò)程，枚舉就是從USB設備讀取一些信息，知道設備是什么樣的設備，如何進(jìn)行通信，這樣主機就可以根據這些信息來(lái)加載合適的驅動(dòng)程序。枚舉過(guò)程使用控制傳輸，對于USB設備來(lái)說(shuō)，固件所要處理的是必須對主機發(fā)來(lái)的標準設備請求進(jìn)行相應的正確的響應，除此之外依據USB設備的類(lèi)型還要響應主機發(fā)來(lái)的USB設備類(lèi)請求。另外如果開(kāi)發(fā)屬于生產(chǎn)商自定義的USB設備類(lèi)，則需要開(kāi)發(fā)驅動(dòng)程序。為了減少開(kāi)發(fā)驅動(dòng)程序的復雜性，可根據實(shí)際情況使用USB標準設備類(lèi)，現有的設備類(lèi)有以下幾種：音頻設備類(lèi)、通信設備類(lèi)、HID設備類(lèi)、顯示設備類(lèi)、海量存儲設備類(lèi)、電源設備類(lèi)、打印設備類(lèi)、集線(xiàn)器設備類(lèi)等，例如可選擇做成assStorage類(lèi)(海量存儲設備類(lèi))或HID(人機接口)設備類(lèi)，這樣無(wú)需開(kāi)發(fā)驅動(dòng)程序，直接利用操作系統自帶的驅動(dòng)程序。本系統模擬成一個(gè)海量存儲設備類(lèi)，這樣在枚舉過(guò)程中固件除了要響應了標準的USB設備請求外，還需要響應2個(gè)類(lèi)特殊請求：GetMaxLun和BulkOnlyMassStorageReset，正確枚舉之后PC機通過(guò)發(fā)送SCSI命令來(lái)控制U盤(pán)設備，對于海量存儲設備類(lèi)要響應以下幾個(gè)命令：INQUIRY、READCAPACITY、READ(10)、WRITE(10)、REQUEST SENSE、TEST UNIT READY等，除此外要自定義私有的SCSI命令，以實(shí)現控制無(wú)線(xiàn)USB設備。另外還要構造一個(gè)FAT文件系統的格式，要正確返回DBR和FAT文件分配表以及文件數據。