【正文】 ] 張 明、金寧德、趙 鑫 ： 采用 PDIUSBDl2 實(shí)現(xiàn) USB 高速數(shù)據(jù)傳輸測控技術(shù)，2021,P7P10 。對(duì)中心波長的 響應(yīng) 范圍不夠?qū)?，測量范圍比較窄。 但是由于經(jīng)驗(yàn)不足，在這次設(shè)計(jì)過程中還是有很多不足的地方。軟件方面采用標(biāo)準(zhǔn) C51 語言編程技術(shù)進(jìn)行浮點(diǎn)和對(duì)數(shù)運(yùn)算，提高了 自己對(duì)已學(xué)只是的 印象 跟應(yīng)用 能力，為即將面對(duì)的社會(huì)生活打下基礎(chǔ)。0x40)=0x40) ack=0； else ack=1； CLR_SCL； EEPROM_Delay(5*EDEALY)； EEPROM_SetOutput()； return ack； } uchar AT24CxxReadByte(uchar*e,uchar ack) //讀函數(shù) { uehar i=o； uchar rctO； SET_SDA； For(i=0； i8； i++) { 四川師范大學(xué)成都學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 27 EEPROM_Delay(EDEALY)； CLR_SCL； EEPROM_Delay(EDEALY)； SET_sCL； EEPROM_Delay(EDEALY)； ret=1； EEPROMSetlnput()； EEPROM Delay(5*EDEALY)； if((P1amp。 uchar AT24CxxWriteByte(uchar c) //寫函數(shù) { Uchar i； uchar ack； for(i=o； i8； i++) { if(eamp。0X01— 0X01) { //放大倍數(shù) — 2時(shí) PTEST． COrgiAde I=Ox8000； } else {//放大倍數(shù) 1 if(PTEST． COrgiAdc_0xof9) {//adc數(shù)值小于臨界點(diǎn) ADCOCF I=0X01； //PGA放大倍數(shù) 2 } } =0： =l； } ADCOCNamp。0x07)== 0x01)) {//如果 adc數(shù)值在倍數(shù)臨界點(diǎn)以上 ADCOCFamp。amp。 void USBmain(void) { usbserve0； //處理 USB事件 if(bEPPflags． bits． eP2_rxdome==1) { RxScrve()； //從端點(diǎn) 2收到數(shù)據(jù) DISABLE()； //數(shù)據(jù)處理 bEPPflags． bits． ep2_rxdone=O； //清空端點(diǎn) 2收到數(shù)據(jù) ENABLE()； } } A/D 轉(zhuǎn)換 A/D 轉(zhuǎn)換后會(huì)自動(dòng)進(jìn)入相應(yīng)的中斷，以下是程序片段，開始的時(shí)候要進(jìn)行 A／ D初始化，使 A/D能按照我們想要的工作方式進(jìn)行工作。 使用了 PDIUSBDl2 的端點(diǎn) 0、端點(diǎn) 1和端點(diǎn) 2，端點(diǎn) 0采用控制傳輸?shù)臄?shù)據(jù)傳輸方式，端點(diǎn) 1采用普通輸入輸出，端點(diǎn) 2采用批量傳輸?shù)臄?shù)據(jù)傳輸方式。=OxOF； keybuff[0]+=keybuff[1]； if(keybuff[O]!=0xFF) { KEYDELAY=KEYDELAYTIMES； PKEY=keybuff[O]； } } } else { 四川師范大學(xué)成都學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 23 KCONNET=O； } } USB 編程 設(shè)備端的 USB程序主要可分為兩個(gè)大的步驟： USB 設(shè)備的枚舉和 USB 數(shù)據(jù)通信控制，如果要讓一個(gè) USB主機(jī)或設(shè)備能夠識(shí)別一個(gè) USB 設(shè)備，必須經(jīng)過枚舉過程，主機(jī)使用總線枚舉來識(shí)別和管理必要的設(shè)備狀態(tài)變化。=~INXl； keybuff[1]=P4； P4！ =INX1； keybuff[1]=4； keybuff[1]amp。程序片段如下： void ScanKey(void) { unsigned char keybuff[2]； if(KCONNET一 0) { if(KEYDELAYo) { PKEY=0； P4amp。 下位機(jī)上電復(fù)位后首先進(jìn)入監(jiān)控主程序，在開始的時(shí)候要先進(jìn)行 MCU初始化，包括晶振電路的選擇和配置、定時(shí)器、端口設(shè)置、 A／ D轉(zhuǎn)換、中斷的開關(guān)等，然后再進(jìn)入主循環(huán)，它的任務(wù)是識(shí)別命令、解釋命令并獲得完成該命令的相應(yīng)模塊的入 口，并協(xié)調(diào)各部分軟、硬件有條不紊地工作，光功率計(jì)系統(tǒng)主程序流程圖 見附錄 2所示。 下位機(jī)程序 光功率計(jì)的程序分為上位機(jī)和下位機(jī)兩個(gè)部分，下位機(jī)部分采用 KEIL C編寫，為光功率計(jì)主體代碼。 監(jiān)控程序的主要作用是能及時(shí)的響應(yīng)來自系統(tǒng)或儀器內(nèi)部的各種服務(wù)請(qǐng)求，有效的管理測控系統(tǒng)本身軟、硬件及人一機(jī)聯(lián)系設(shè)備，與系統(tǒng)中其它設(shè)備交換信息，并在系統(tǒng)一旦出現(xiàn)故障時(shí)，及時(shí)做出相應(yīng)的處理。 它的優(yōu)點(diǎn)是工作電壓低、功耗低，其缺點(diǎn)是顯示的清晰度和對(duì)比度低，響應(yīng)速度較慢。它完全符合 USB ]16[ 。 本文采用 PHILIPS 公司的 PDIUSBDl2 芯片將 USB 接口傳輸技術(shù)應(yīng)用到智能記錄儀中，實(shí)現(xiàn)了對(duì)記錄數(shù)據(jù)的安全傳輸，具有速度快、干擾小、安全性好等特點(diǎn)。 USB 口把 當(dāng)前 PC固有的串口、并口、 PS2(鍵盤鼠標(biāo)接口 )，甚至是 SCSI 等連接外部設(shè)備的總線接口統(tǒng)一為單一的 USB 總線接口。系統(tǒng)具體的鍵盤接口電路如圖 ： 四川師范大學(xué)成都學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 18 圖 鍵盤接口電路 上位機(jī)通訊電路 USB 是通用串行總線 (Universal Serial Bus)的英文縮寫。其工作過程如下： ● 識(shí)別有無鍵閉合； ● 判別閉合 鍵所在 的列； ● 判別閉合 鍵所在 的行； ● CPU 根據(jù)查得的按鍵特征編碼轉(zhuǎn)入與其對(duì)應(yīng)的功能程序，以完成該鍵的操作功能。鍵值是指該鍵閉合時(shí)產(chǎn)生的二進(jìn)制代碼， 鍵號(hào)指鍵盤 上各鍵的順序編號(hào)。實(shí)踐證明，不對(duì)按鍵釋 放的抖動(dòng)進(jìn)行處理，也能滿足設(shè)計(jì)的要求。 在此部分的設(shè)計(jì)中對(duì)按鍵處理的重要環(huán)節(jié)是去抖動(dòng)，即除按下和 彈 起瞬間的抖動(dòng) ，而消除抖動(dòng)后面臨的更大問題就是 解決按鍵的響應(yīng)問題，包括按鍵的一次響應(yīng)，下面從兩個(gè)方面來進(jìn)行相應(yīng)的討論。鍵盤控制具有實(shí)時(shí)性，在本次設(shè)計(jì)中主要是要滿足去抖動(dòng)的要求，因此，我們?cè)诰幹奇I盤服務(wù)子程序時(shí)，采用了掃描與中斷相結(jié)合的工作方式。 圖 ， MCU 為主控器件， AT24C64 為從器件，定義P1． 6腳位數(shù)據(jù)總線 (SDA)， 腳為時(shí)鐘信號(hào)線 (SCL)。 CI2 總線的通訊數(shù)據(jù)格式 CI2 總線在硬件基礎(chǔ)上，總線上數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ㄓ嵏袷桨凑罩髌骷邮蘸椭髌骷l(fā)送數(shù)據(jù)兩種情況，如表 ： 四川師范大學(xué)成都學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 表 讀操作時(shí)序 表 讀操作時(shí)序 四川師范大學(xué)成都學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 24C系列串行 PROME2 與 MCU 接口電路設(shè)計(jì) 圖 與 51單片機(jī)連接的硬件設(shè)計(jì)電路 24C 系列串行 PROME2 和 CI2 總線兼 容 ，可以工作在 100KHz 和 400KHz 兩種模式下。 數(shù)據(jù)傳輸時(shí)序如圖 。 CI2 總線控制時(shí)序 CI2 總線上數(shù)據(jù)通訊能否井然有序，主要取決于總線上的時(shí)序是否符合 CI2 總線的要求。 一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的 CI2 總線通訊過程由四個(gè)部分組成：申請(qǐng)總線、建立通訊途徑、數(shù)據(jù)傳輸過程和釋放總線 。 圖 電源電路圖 CI2 總線部分 CI2 總線是由 philips 公司提出的串行通信接口標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)近年來在微電子通信控制領(lǐng)域被廣泛采用。濾波電路用于濾去整流輸出電壓中的紋波，在此選用的是由電容、電感組合而成的復(fù)式濾波電路。 圖 LCD邏輯電路圖 四川師范大學(xué)成都學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 3 外圍電路設(shè)計(jì) 電源部分 交流電 220V 經(jīng)變壓、整流、濾波后得到直流電 5V，然后通過 DC． DC變換電路將直流電變?yōu)樗枰?5V， 5V除了給恒壓控制回路和限流控制回路供電外，還經(jīng)過 DCDC變換器得到 ， ]13[ 。本次選用 Lcm12864。這些模塊是 在一塊雙面印刷線路板上，它的一面用導(dǎo)電橡膠將電路與液晶顯示器件連接，另一面裝配所需要的驅(qū)動(dòng)器和控制器。 圖 SMbus0接口電路 四川師范大學(xué)成都學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 圖 SMbus配置 顯示電路設(shè)計(jì)方案 LCD 數(shù)碼顯示器的控制電路也較簡單，并且市面上的 LCD 數(shù)碼顯示器基本上都帶驅(qū)動(dòng)電路。 SCL(串行時(shí)鐘 )和 SDA(串行數(shù)據(jù) )線是雙向的，必須通過 一個(gè)上拉電阻或類似電路 連到電源電壓。 圖 SMbus 配置。 SMbus0 可以工作在主 /從方式， SMBus0 提供了 SDA(串行數(shù)據(jù) )控制、SCL(串行時(shí)鐘 )產(chǎn)牛和同步、仲裁邏輯以及起始 /停止的控制和產(chǎn)生電路。 圖 ADC0內(nèi)部原理框圖 四川師范大學(xué)成都學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 與 PROME2 通信的總線接口 SMbus0 I/O接 12是一個(gè)雙線的雙向串行總線， SMbus0完全符合系統(tǒng)管理總線規(guī)范 11 版，與 2I C串行總線兼容 ]12[ 。ADC0 所使用的電壓基準(zhǔn)按“ (C805IF020)”或“ 電壓基準(zhǔn)”選樣。 四川師范大學(xué)成都學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 改善后的復(fù)位電路 AD 轉(zhuǎn)換 由于 C805IF020的 ADC0子系統(tǒng)包括一個(gè) 9通道的可編程模擬多路選擇器 (AMUX0)，一個(gè)可編程增益放大器 (PGA0)和一個(gè) 100ksps、 12位分辨率的逐次逼近寄存器型 ADC，ADC中集成了跟蹤保持電路和可編程窗口檢測器 (見圖 ) ]16[ 。 該電路還存在電源毛刺和電源緩慢下降 (電壓不足 )等問題，而且調(diào)整 RC 常數(shù)改變延時(shí)會(huì)令驅(qū)動(dòng)能力變差，所以在設(shè)計(jì)復(fù)位電路時(shí)，既要保證整個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)的可靠復(fù)位，又要考慮復(fù)位電路應(yīng)具有較好的抗干擾能力。但在實(shí)際設(shè)計(jì)中，通常 2C 取值為 10μ F以上， 2R 通常取值 10k 左右。 圖 RC復(fù)位電路 該 電路為低電平復(fù)位， SWPB 為手動(dòng)復(fù)位開關(guān)， 2C 可避免高頻諧波對(duì)電路的干擾。單片機(jī)復(fù)位電路的結(jié)構(gòu)并不復(fù)雜，且參考電路的形式較多。 端口 I/O、RST 和 JTAG 引腳都容許 5V 的輸入信號(hào)電壓 。 下面列出了一些在本次設(shè)計(jì)中用到的主要特性，更具體的細(xì)節(jié)請(qǐng)參見有關(guān)某一產(chǎn)品的具體資料：高速、流水線結(jié)構(gòu)的 8051 兼容的 CIP． 51 內(nèi)核 (可達(dá) 25MIPS)； 全速、非侵入式的在系統(tǒng)調(diào)試接口 (片內(nèi) )； 真正 12 位 (C805lF020/1)ADC，帶 PGA和模擬多路開關(guān) ； 具有可編程數(shù)據(jù)更新方式 64K字節(jié)可在系統(tǒng)編程的 FLASH存儲(chǔ)器 ； 4352(4096+256)字節(jié)的片內(nèi) RAM； 可尋址 64K 字節(jié)地址空間的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器接口 ； 硬件實(shí)現(xiàn)的 SPI、SMBus/ CI2 和兩個(gè) UART 串行接口 ； 5 個(gè)通用的 16位定時(shí)器 ； 具有 5個(gè)捕扭比較模塊的可編程計(jì)數(shù)器 /定時(shí)器陣列 。 ，可以使用標(biāo)準(zhǔn) 803x/805x的匯編器和編譯器進(jìn)行軟件開發(fā)。這樣避免了繁瑣的對(duì)數(shù)運(yùn)算，使得后繼的程 序處理和結(jié)果計(jì)算就變得簡 單了， 圖 ： 四川師范大學(xué)成都學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)