USBN9604及其在USB接口設計中的應用
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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)出臺后，其速度最高可達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(chǎng)商的支持。USB接口具有安裝方便、高速、靈活、低成本、易擴展，支持熱插拔等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)逐漸成為現代數據傳輸的發(fā)展趨勢。
2 USBN9604
USBN9604是NatiONalSemiconductor公司設計生產(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)生電路的復位機制上又較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的結構框圖。其主要特點(diǎn)如下：
USBN9604內部有64個(gè)映射到內存的寄存器，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)數據及狀態(tài)寄存器等。固件的大部分功能就是完成對此寄存器組的讀寫(xiě)，實(shí)現對接口的配置、接口狀態(tài)的轉換以及數據在外設和計算機之間的傳輸等。
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3 USB接口的硬件實(shí)現
51單片機與USBN9604的并行連接有兩種方式，即非復用方式和復用方式。它們可通過(guò)設置引腳MODE0、MODEl來(lái)選擇。在非復用方式時(shí)，可用控制引腳CS、RD、WR、地址引腳A0和雙向數據線(xiàn)D[7：0]實(shí)現相應的地址讀寫(xiě)。而在復用方式時(shí)，則使用控制引腳CS、RD、WR、地址鎖存信號ALE和雙向數據線(xiàn)D[7：01實(shí)現其地址讀寫(xiě)。本設計采用復用方式進(jìn)行數據交換。
圖2所示是89C51單片機和USBN9604的接口電路，該電路由一片89C51單片機、USBN9604、時(shí)鐘振蕩電路以及相應的外圍電路組成。其中USBN9604通過(guò)外部中斷INT0與89C51單片機進(jìn)行通信。
4 USB接口的軟件實(shí)現
設備固件是設備運行的核心，可采用C語(yǔ)言設計。其主要功能是控制USBN9604接受并處理USB驅動(dòng)程序的請求(如各種標準請求)、接收／_k傳數據。當主程序完成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的產(chǎn)生等，同時(shí)可根據不同原因進(jìn)入相應函數。另外也可通過(guò)函數具體實(shí)現各種USB標準的請求、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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