【正文】 方向 最大信息包規(guī)格（字節(jié)） 0 0 1 控制輸出 控制輸入 默認(rèn) 默認(rèn) 輸出 輸入 16 16 1 2 3 普通輸出 普通輸入 普通 普通 輸出 輸入 16 16 2 4 同步輸出 同步 輸出 4128 表 模式 2（同步輸入模式） 端點(diǎn)數(shù) 端點(diǎn)索引 傳輸類型 端點(diǎn)類型 方向 最大信息包規(guī)格（字節(jié)） 0 0 1 控制輸出 控制輸入 默認(rèn) 默認(rèn) 輸出 輸入 16 16 1 2 3 普通輸出 普通輸入 普通 普通 輸出 輸入 16 16 三江學(xué)院 2020屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 2 4 同步輸入 同步 輸入 4128 表 模式 3（同步輸入 /輸出模式） 端點(diǎn)數(shù) 端點(diǎn)索引 傳輸類型 端點(diǎn)類型 方向 最大信息包規(guī)格（字節(jié)） 0 0 1 控制輸出 控制輸入 默認(rèn) 默認(rèn) 輸出 輸入 16 16 1 2 3 普通輸出 普通輸入 普通 普通 輸出 輸入 16 16 2 4 5 同步輸出 同步輸入 同步 同步 輸出 輸入 464 464 表格說明： 主端點(diǎn) (端點(diǎn) 2)在有些方面是比較特別的 ,它是進(jìn)行吞吐大數(shù)據(jù)的主要端點(diǎn) ,同樣地它執(zhí)行主機(jī)的特性以減輕傳輸大數(shù)據(jù)的任務(wù) : 雙緩沖，允許 USB 與本地 CPU 之間的并行讀寫操作，這樣就增加了數(shù)據(jù)的吞吐量緩沖區(qū)切換是自動處理的，這導(dǎo)致了透明的緩沖區(qū)操作。 PDIUSBD12芯片的 GoodLinkLED指示器短接普通發(fā)光二極管時(shí)，要注意連接限流電阻，不能超過該 芯片的輸入電流額定值，否則可能造成芯片工作不正常，并且與電腦或者其他 USB Host 芯片不能正常建立連接。 三江學(xué)院 2020屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 由于沒有采用 PCB 制板，手工焊接要十分注意電源干擾的問題，電源和地之間要加上濾波電容。 芯片內(nèi)部有各個(gè)寄存器，根據(jù)寄存器相關(guān)命令編寫 C 語言程序（可以采用由局部到整體的方法），這樣對 USB 傳輸協(xié)議的認(rèn)識更清楚，程序流程也容易理解，脈絡(luò)清晰。即使有了轉(zhuǎn)接板，采用貼片封裝的 PDIUSBD12 芯片也需要手工焊接在轉(zhuǎn)接板上，這一點(diǎn)需要特別注意，不能長時(shí)間焊接，以免芯片過熱以致?lián)p壞。 A0=1 選擇命令指令， A0=0 選擇數(shù)據(jù)。如果采用外部時(shí)鐘信號取代晶振，可連接 XTAL1,XTAL2 應(yīng)當(dāng)懸空 24 VCC P 電源電壓（ ） ,要使器件工作在 ，對 VCC 和腳都 提供 25 D+ A USB D數(shù)據(jù)線 26 D A USB D+數(shù)據(jù)線 27 P 調(diào)整輸出。 EOT_N 僅當(dāng)DMACK_N 和 RD_N 或 WR_N 一起激活才有效 20 RESET_N I 復(fù)位（低 有效且不同步）。 表 PDIUSBD12芯片引腳說明 管腳 符號 類型 描述 1 DATA0 IO2 雙向數(shù)據(jù)位 0 2 DATA1 IO2 雙向數(shù)據(jù)位 1 3 DATA2 IO2 雙向數(shù)據(jù)位 2 4 DATA3 IO2 雙向數(shù)據(jù)位 3 5 GND P 地 6 DATA4 IO2 雙向數(shù)據(jù)位 4 7 DATA5 IO2 雙向數(shù)據(jù)位 5 8 DATA6 IO2 雙向數(shù)據(jù)位 6 9 DATA7 IO2 雙向數(shù)據(jù)位 7 10 ALE I 在多路地址 /數(shù)據(jù)總線中，下降沿關(guān)閉地址信息鎖存。 USB 接口芯片引腳配置 PDIUSBD12 芯片采用 TSSOP28 塑料極小型封裝，一共 28 個(gè)引腳，本體寬度為。 PDIUSBD12 支持多路復(fù)用和非復(fù)用的地址和數(shù)據(jù)總線，還支持主端點(diǎn)與本地共享 RAM之間直接讀取 的 DMA 傳輸。 并行和 DMA 接口： 一個(gè)普通的并行接口定義成易于使用，快速 而且可以與主流的微控制器直接接口。 存儲器管理單元（ MMU） 和集成（ RAM）： 以 12M/s 的速率傳輸并與微控制器并口相連時(shí)， MMU 和集成 RAM 作為 USB 之間速度差異的緩沖區(qū)。作為一個(gè)診斷工具，它對隔離故障的設(shè)備是很有用的。當(dāng) PDIUSBD12 成功地枚舉和配置后 LED 指示將一直點(diǎn)亮，隨后與PDIUSBD12 之間成功的傳輸（帶應(yīng)答）將關(guān)閉 LED，處于掛起狀態(tài)時(shí)， LED 將會關(guān)閉。 TMGoodLink ： TMGoodLink 技術(shù)可提供良好的 USB 連接指示。 需要注意的是，內(nèi)部電阻的誤差 (25%)大于 USB 規(guī)格的 5% .但用于連接的 VSE 電壓規(guī)格仍然有足夠的余量。 VBUS 可通過 EOT_N 管腳進(jìn)行檢測。 USB 總線連接可以重新初始化而不需要拔出電纜。連接的建立通過外部 /系統(tǒng)微控制器發(fā)送命令來實(shí)現(xiàn)。 TMtSoftConnec ： 與 USB 的連接是通過 D+（用于高速 USB 器件）置為高實(shí)現(xiàn)的。 Philips 串行接口引擎（ PSIE）： Philips SIE 實(shí)現(xiàn)了全部的 USB 協(xié)議層，完全由硬件實(shí)現(xiàn)而不需要固件的參與。 PLL 的工作不需要 外部元件。 電壓調(diào)整器： 片內(nèi)集成了一個(gè) 的調(diào)整器用于模擬收發(fā)器的供電，該電壓還作為輸出連接到外部 ，可選擇 PDIUSBD12 提供的 帶 技術(shù)。 PDIUSBD12 內(nèi)部包括模擬收發(fā)器、電壓調(diào)整器、 PLL、 Philips 串行接口引擎（ PSIE）等。作為一個(gè)診斷工具，它對隔離故障的設(shè)備是很有用的。當(dāng) PDIUSBD12 成功地枚舉和配置后 LED 指示將一直點(diǎn)亮，隨后與PDIUSBD12 之間成功的傳輸（帶應(yīng)答）將關(guān)閉 LED，處于掛起狀態(tài)時(shí)， LED 將會關(guān)閉。 PDIUSBD12 的 技術(shù)可提供良好的 USB 連接指示。 PDIUSBD12 完全符合 版的規(guī)范，它還符合大多數(shù)器件的分類規(guī)格：成像類，海量存儲器件，通信器件 ，打印設(shè)備以及人機(jī)接口設(shè)備。這種實(shí)現(xiàn) USB 接 三江學(xué)院 2020屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 口的標(biāo)準(zhǔn)組件使得設(shè)計(jì)者可以在各種不同類型微控制器中選擇出最合適的微控制器。本文對此芯片的應(yīng)用作了具體設(shè)計(jì)，以 PDIUSBD12 為接口芯片，以STC89C52 為微控制 器，完成了 USB 接口電路的設(shè)計(jì)。 單片機(jī)最小系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 圖 PDIUSBD12 接口芯片設(shè)計(jì) USB 接口芯片簡介 用于 USB 設(shè)備開發(fā)的芯片通常有兩種：一種是帶 USB 接口的微控制器，另一種是純粹的 USB 接口芯片，需要外部微控制器（ MCU）控制。手動按鈕復(fù)位的電路如所示。一般采用的辦法是在 RST 端和正電源 Vcc 之間接一個(gè)按鈕。如果系統(tǒng)在上電時(shí)得不到有效的復(fù)位，則程序計(jì)數(shù)器 PC 將得不到一個(gè)合適的初值，因此， CPU 可能會從一個(gè)未被定義的位置開始執(zhí)行程序。上電時(shí)， Vcc 的上升時(shí)間約為 10ms，在圖 2 的復(fù)位電路中，當(dāng) Vcc 掉電時(shí)，必然會使 RST 端電壓 迅速下降到 0V以下，但是，由于內(nèi)部電路的限制作用，這個(gè)負(fù)電壓將不會對器件產(chǎn)生損害。上電復(fù)位的工作過程是在加電時(shí)，復(fù)位電路通過電容加給 RST 端一個(gè)短暫的高電平信號， RST 端電位與 Vcc 相同，此高電平信號隨著 Vcc 對電容的充電過程而逐漸回落，即 RST 端的高電平持續(xù)時(shí)間取決于電容的充電時(shí)間。 圖 圖 ① 上電復(fù)位： STC89C52 的上電復(fù)位電路如圖所示， RST 引腳是復(fù)位信號的輸入 端，在 RST 復(fù)位輸入引腳上接一電容至 Vcc 端，下接一個(gè)電阻到地即可。當(dāng)系統(tǒng)處于正常工作狀態(tài)時(shí)，且振蕩器穩(wěn)定后，如果 RST 引腳上有一個(gè)高電平并維持 2個(gè)機(jī)器周期 (24 個(gè)振蕩周期 )以上，則 CPU 就可以響應(yīng)并將系統(tǒng)復(fù)位。 單片機(jī)在啟動時(shí)都需要復(fù)位，以使 CPU 及系統(tǒng)各部件處于確定的初始狀態(tài)，并從初態(tài)開始工作。而單片機(jī)復(fù)位電路設(shè)計(jì)的好壞 ,直接影響到整個(gè)系統(tǒng)工作的可靠性。 1 40 2 39 3 38 4 37 5 36 6 35 7 34 8 33 9 32 10 31 11 30 12 29 13 28 14 27 15 26 16 25 17 24 18 23 19 22 20 21 VCC EA/Vpp ALE/PROG PSEN RST (RXD) (TXD) (INT0) (INT1) (T0) (T1) (WR) (RD) XTAL1 XTAL2 GND 三江學(xué)院 2020屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 復(fù)位電路設(shè)計(jì) 在上電或復(fù)位過程中控制 CPU 的 復(fù)位狀態(tài)，這段時(shí)間內(nèi)讓 CPU 保持復(fù)位狀態(tài)，而不是一上電或剛復(fù)位完畢就工作，防止 CPU 發(fā)出錯(cuò)誤的指令，執(zhí)行錯(cuò)誤操作，也可以提高電磁兼容性能。 ⑨ XTAL2：作為振蕩器反相放大器的輸出。復(fù)位后應(yīng)使此引腳電平為 的低電平，以保證單片機(jī)的正常工作。當(dāng)振蕩器正在運(yùn)行時(shí)，持續(xù)給出 RST 引 腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平便可完成復(fù)位。 ⑦ RST：復(fù)位輸入。一般作為擴(kuò)展時(shí)地址總線的高 8 位復(fù)用口。 ④ P1 口（ ～ ）：為 8 位準(zhǔn)雙向 I／ O 口，它的每一位都可以分別定義為輸入線或輸出線（作為輸入時(shí)，口鎖存器必須置 1），可以驅(qū)動 4 個(gè) TTL 負(fù)載。一般作為擴(kuò)展時(shí)的地址／數(shù)據(jù)總線口使用。當(dāng)作為 I／ O 口使用時(shí)，可直接連接外部 I／ O 口設(shè)備，由于內(nèi)部沒有上拉電阻，故要接上拉電阻。 ② GND：電路地。 STC89C52 是一個(gè)功能強(qiáng)大的單片機(jī)，但它只有 40 個(gè)引腳，其中 P1 是一個(gè)完整的8 位 雙向 I/O 口 ,此外，從 STC89C52 內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖也可看出，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)與 8051 內(nèi)部結(jié)構(gòu)基本一致，引腳 RST、 XTAL XTAL2 的特性和外部連接電路也完全與 51 系列單片機(jī)相應(yīng)引腳一致 .如圖 所示。使得 STC89C52 為眾多控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。采用模塊化標(biāo)準(zhǔn)單元的快速設(shè)計(jì)及快速半導(dǎo)體集成工藝，將加速專用單片 機(jī)的發(fā)展。在大批量使用時(shí)有可觀的經(jīng)濟(jì)效益和可靠性效益。 專用單片機(jī)是專門針對某一類產(chǎn)品系統(tǒng)要求而設(shè)計(jì)的。 雖然單片機(jī)對運(yùn)行速度要求遠(yuǎn)不如通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)或數(shù)字信號處理對指令運(yùn)行速度的要求，但速度的提高會帶來許多好處，并拓寬單片機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域。由于單片機(jī)技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域正得到越來越廣泛的應(yīng)用，世界上許多集成電路生產(chǎn)廠家相繼推出了各種類型的單片機(jī)。 單片機(jī)發(fā)展概況及發(fā)展方向 單片機(jī)的出現(xiàn)使現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)研究得到了質(zhì)的飛躍，可以毫不夸張地說，它給現(xiàn)代工業(yè)領(lǐng)域帶來了一次新的技術(shù)革命。它是把組成微型計(jì)算機(jī)的各功能部件像中央處理器 CPU、隨機(jī)存取存儲器 RAM、只讀存儲器 ROM、 I/O 接口電路、定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器以及串行通訊接口等部件制作在一塊集成芯片中，構(gòu)成一個(gè)完整的微型計(jì)算機(jī)。 三江學(xué)院 2020屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 第 3 章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) STC89C52 單片機(jī)簡介及最小系統(tǒng) 隨著電子技術(shù)的迅速發(fā)展，特別是隨著大規(guī)模集成電路產(chǎn)生而出現(xiàn)的微型計(jì)算機(jī)，給人類生活帶來了根本性的改變。為了滿足不同外設(shè)和用戶的要求 USB 提供了四種傳輸方式：控制傳輸，同步傳輸，中斷傳輸，批傳輸。 IRP 是由操作系統(tǒng)定義的，而 USB 傳輸與總線操作是 USB規(guī)范定義的。 實(shí)際的數(shù)據(jù)傳輸過程是：設(shè)備驅(qū)動程序通過對 USBD 接口 (USB driver interface)的調(diào)用發(fā)出輸入輸出請求 (IRP I/O Request Packet)， USB 驅(qū)動程序接到請求后調(diào)用 HCD接口 (host controller driver interface)將 IRP 轉(zhuǎn)化為 USB 的傳輸 (transfer)，一個(gè) IRP 可以包含一個(gè)或多個(gè) USB 傳輸，然后 HCD 將 USB 傳輸分解為總線操作 (transaction)，由主控制器以包 (packet)的形式發(fā)出。 三、 USB 連接（數(shù)據(jù)流） USB 連接實(shí)際上是指 USB 器件和 USB 主機(jī)連接并進(jìn)行通信的方法，它可以將存在于 USB 主機(jī)和 USB 設(shè)備之間的 USB 數(shù)據(jù)傳輸模型描述為一個(gè)管道（ pipe），管道只是一個(gè)邏輯上的概念。低速外設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)傳輸率為 ，而高速外設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)傳輸率為 12Mbps。 （ 2）用于內(nèi)存特征字，存儲實(shí)現(xiàn)外設(shè)特殊功能程序及廠家信 息的協(xié)議 ROM（ 3）用于實(shí)現(xiàn)外設(shè)功能的傳感器及對資料進(jìn)行簡單處理的 DSP 部分（ 4）將外設(shè)連