課程設(shè)計(jì)論文-基于c51單片機(jī)的usb接口課程設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2024-12-22 17:32 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 構(gòu)圖 2．系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理 USB 接口簡(jiǎn)介 USB 是一種常用的 pc 接口 ,他只有 4 根線，兩根電源兩根信號(hào) ,如圖 行傳輸?shù)?,usb 接口也稱為串行口， 的速度可以達(dá)到 480Mbps?？梢詽M足各種工業(yè)和民用需要 .USB 接口的輸出電壓和電流是： +5V 500mA 實(shí)際上有誤差，最大不能超過(guò)+/ 也就是 。 usb 接口的 4 根線一般是下面這樣分配的，需要注意的是千萬(wàn)不要把正負(fù)極弄反了，否則會(huì)燒掉 usb 設(shè)備或者電腦的南橋芯片：黑線： gnd 紅線：vcc 綠線： data+ 白線： data。 圖 4 usb接口定義圖 I2C 總線簡(jiǎn)介 為了非常方便地對(duì) I2C 從器件進(jìn)行快速 的正確的讀寫(xiě)操作 ,我們?yōu)榇硕O(shè)計(jì)出虛擬 AT89C51 模塊 USB 接口芯片模塊 模塊 EEPROM模塊 4 I2C 總線操作平臺(tái)軟件包。 I2C 總線是 PHILIPS 公司推出的芯片間串行數(shù)據(jù)傳輸總線 2 根線即可實(shí)現(xiàn)完善的全雙工同步數(shù)據(jù)傳送能夠十分方便地地構(gòu)成多機(jī)系統(tǒng)和外圍器件擴(kuò)展系統(tǒng) I2C 器件是把 I2C 的協(xié)議植入器件的 I/O 接口使用時(shí)器件直接掛到 I2C 總線上 ,這一特點(diǎn)給用戶在設(shè)計(jì)應(yīng)用系統(tǒng)帶來(lái)了極大的便利 I2C 器件無(wú)須片選信號(hào)是否選中是由主器件發(fā)出的 I2C 從地址決定的而 I2C 器件的從地址是由 I2C 總線委員會(huì)實(shí)行統(tǒng)一發(fā)配我們推出的 I2C 總線的操作平臺(tái)軟件包只要你 給出器件從地址即可進(jìn)行字節(jié)讀字節(jié)寫(xiě)多字節(jié)讀多字節(jié)寫(xiě)能夠非常方便地使用 I2C 器件無(wú)須你介入底層的 I2C 操作協(xié)議。它是連接 USB 和 89C51 單片機(jī)所用到的總線，很方便的傳送和接收數(shù)據(jù)。 3．單元模塊設(shè)計(jì) USB 硬件電路設(shè)計(jì) 電源電路模塊 電源電路為有兩個(gè)，通過(guò) DCDC 器件（ 7805）將 9V 電壓轉(zhuǎn)換為 5V。 DC/DC 是一種高頻模塊電源，它可以實(shí)現(xiàn)直流到直流的變換，既可以把輸入電壓變低，也可以把輸入電壓變高， 還可以把電源極性反轉(zhuǎn)，而且輸人電壓還可以在一定的范圍內(nèi)變化。一路輸人電壓可以得到 幾路輸出電壓。直流輸出電壓和輸出電流有很多檔次供使用者選擇，而且 體積小、輸出功率大。在 DCDC變換中， pwm 和 pfm 是兩種基本的控制方式，除此之外，還有相移控制等。 pwm 控制一般指開(kāi)關(guān)周期固定，即頻率固定，通過(guò)改變開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí)間，調(diào)節(jié)輸出電壓，而 pfm 一般指開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí)間固定，通過(guò)改變開(kāi)關(guān)周期，來(lái)調(diào)節(jié)輸出電壓，在有些諧振電路中，因?yàn)轭櫦芍C振周期的緣故，所以多采用 pfm 但是， pfm控制方式，使的開(kāi)關(guān)頻率變化，使的濾波器的設(shè)計(jì)很困難，一般不采用。 圖 5 電源電路圖 5 單片機(jī)最小系統(tǒng)模塊 89C51 是一種帶 4K 字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器（ FPEROM— Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能 CMOS8 位微處理器，俗稱單片機(jī)。 89C2051 是一種帶 2K 字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器的單片機(jī)。單片機(jī)的可擦除只讀存儲(chǔ)器可以反復(fù)擦除 100 次。該器件采用 ATMEL 高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 MCS51 指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能 8 位 CPU 和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中， ATMEL 的 89C51 是一種高效微控制器 ， 89C2051 是它的一種精簡(jiǎn)版本。 89C 單片機(jī)為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案 圖 6 單片機(jī)最小系統(tǒng)圖 6 E2PROM 模塊： E2PROM 芯片： CSI24WC02 CSI24WC02 是一個(gè) 2K 位串行 CMOS E2PROM 內(nèi)部含有 256 個(gè) 8 位字節(jié) CATALYST 公司的先進(jìn) CMOS 技術(shù)實(shí)質(zhì)上減少了器件的功耗， CSI24WC01 有一個(gè) 8 字節(jié)頁(yè)寫(xiě)緩沖器CSI24WC0 有一個(gè) 16 字節(jié)頁(yè)寫(xiě)緩沖器該器件通過(guò) I2C 總線接口進(jìn)行操作，有一個(gè)專門(mén)的寫(xiě)保護(hù)功能。 表 1 CSI24WC02管腳描述 管腳名稱 功能 A0 A1 A2 器件地址選擇 SDA 串行數(shù)據(jù) /地址 SCL 串行時(shí)鐘 WP 寫(xiě)保護(hù) Vcc + 工作電壓 Vss 地 圖 7 E2PROM電路圖 7 圖 8 E2PROM PCB圖 USB 接口模塊 USB 接口芯片： PDIUSBD12 PDIUSBD12 是一款性價(jià)比很高的 USB 器件。它通常用作微控制器系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)與微控制器進(jìn)行通信的高速通用并行接口。它還支持本地的 DMA 傳輸。 這種實(shí)現(xiàn) USB 接口 的標(biāo)準(zhǔn)組件使得設(shè)計(jì)者可以在各種不同類(lèi)型微控制器中選擇出最合適的微控制器。這種靈活性減小了開(kāi)發(fā)的時(shí)間、風(fēng)險(xiǎn)以及費(fèi)用，從而用最快捷的方法實(shí)現(xiàn)最經(jīng)濟(jì)的 USB 外設(shè)的解決方案。 PDIUSBD12 完全符合 版的規(guī)范，它還符合大多數(shù)器件的分類(lèi)規(guī)格：成像類(lèi)、海量存儲(chǔ)器件、通信器件打印設(shè)備、以及人機(jī)接口設(shè)備。同樣地， PDIUSBD12 理想地適用于許多外設(shè)，例如：打印機(jī)、掃描儀外部的存儲(chǔ)設(shè)備和數(shù)碼相機(jī)等等。它使得當(dāng)前使用 SCSI 的系統(tǒng)可以立即降低成本。 PDIUSBD12 所具有的低掛起功耗連同 LazyClock 輸出可以滿足使用 ACPI OnNOW 和USB 電源管理的要求。低的操作功耗可以應(yīng)用于使用總線供電的外設(shè)。 此外它還集成了許多特性，包括 SoftConTM GoodLinkTM 、可編程時(shí)鐘輸出、低頻晶振和終止寄存器集合。所有這些特性都為系統(tǒng)顯著節(jié)約了成本，同時(shí)使 USB 功能在外設(shè)上的應(yīng)用容易。 8 圖 9 USB接口電路圖 圖 10 USB接口 PCB圖 9 USB 軟件設(shè)計(jì) 主程序介紹： 名稱： main() 功能：主函數(shù)，負(fù)責(zé)發(fā)送 USB 請(qǐng)求、處理 USB 總線事件、進(jìn)行 EEPROM 的讀寫(xiě)操作。
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