【正文】 e programming .Key words: Single Chip Microcontroller。 而單片機(jī)以其良好的普及性，易用性，穩(wěn)定的控制性不斷的出現(xiàn)在我們生活中的各個(gè)角落，并且一發(fā)不可收拾 [2]。我把這幾項(xiàng)當(dāng)前技術(shù)融合在一起進(jìn)行開發(fā)，實(shí)現(xiàn)可攜帶的支持計(jì)算機(jī)熱插拔的傳感器 。溫度傳感器采用的是大家熟知的 ds18B20。 上位機(jī)采用的是 VC++編寫的界面控制顯示軟件， USB 驅(qū)動采用了沁恒公司的通用CH375 驅(qū)動軟件。如取溫度值，設(shè)置溫 度報(bào)警值等。 2系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 硬件設(shè)計(jì)相應(yīng)的分兩個(gè)模塊，一方面是控制模塊由傳說中的 8051 為核心的單片機(jī)做控制；另一方面由 CH375 做為 USB 的通信接口芯片的接口模塊。 溫度傳感器 18B20 是單總線模式，所以只需將其數(shù)據(jù)線接到單片機(jī)上。 通信接口模塊分兩個(gè)部分一個(gè)是與 PC機(jī)相連的 CH375部分，及電壓轉(zhuǎn)換部分AMS1117，這里將 PC的 USB輸出的 5V電壓轉(zhuǎn)換成 。為了芯片安全我們這里選用 IN4148 進(jìn)吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 行過壓保護(hù)。我們可以選擇市面比較通用的 Cypresss enCoRe 控制器芯片CY4C63743，此芯片電路設(shè)計(jì)起來比較容易。 En 指令相對簡單，可以使用匯編語言編譯器來實(shí)現(xiàn)，但固件編程相對繁瑣，而且 CY4C63743 結(jié)和了單片機(jī)與 USB 數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓δ芟鄬﹂_發(fā)需要了解內(nèi)部的時(shí)續(xù)與中斷控制，類似于嵌入了 USB 功能的單片機(jī)。 方案二：用南京沁恒公司的 CH375 芯片，需要外接微控制器，電路稍微麻煩一點(diǎn)，但是我的設(shè)計(jì)只需要用到 USB 設(shè)備模式一塊，而我們可以讓 CH375 工作在內(nèi)置固件下，我們減輕了單片機(jī)方面的固件編寫負(fù)擔(dān)，只需按要求讓單片機(jī)將要發(fā)送的數(shù)據(jù)傳給 單片機(jī) 控制模塊（下位 機(jī)端） 通信接口模塊 PC 機(jī) （上位機(jī)端 ） 吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 CH375 即可， CH375 自行與 PC 進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，這同樣節(jié)省了對復(fù)雜協(xié)議的學(xué)習(xí)時(shí)間。由此可見方案二更有效。 P31口與第三 18b20相連 模塊如 圖 。它結(jié)合了 HMOS 的高速和高密度技術(shù)及 CHMOS 的低功耗特征，它繼承和擴(kuò)展了 MCS48單片機(jī)的體系結(jié)構(gòu)和指令系統(tǒng)。 AT89LV52 引腳兼容 80C51 系列芯片， 40 個(gè)引腳， 32 個(gè)外部雙向輸入 /輸出（ I/O）端口， 2 個(gè)外中斷口， 2 個(gè) 16 位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器 ,2 個(gè)全雙工串行通信口，其將通用的微處理器和 Flash 存儲器結(jié)合在一起，可有效地降低開發(fā)成本。在空閑模式下凍結(jié) CPU 而RAM 定時(shí)器、串行口和中斷系統(tǒng)維持其功能。 低功耗模式 靜態(tài)設(shè)計(jì)使時(shí)鐘頻率可以降至 0MHz（停止）。該模式允許逐步應(yīng)用并可將時(shí)鐘頻率降至任意值以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功耗的降低。 為了進(jìn)一步降低功耗，通過軟件可實(shí)現(xiàn)掉電模式。降到 ，片內(nèi) RAM和 SFR保持原值，在退出掉電模式之前 Vcc必須升至規(guī)定的最低操作電壓。硬件復(fù)位使所有的 SFR重新設(shè)置，但不改變片內(nèi) RAM的值。 WUPD（ —從掉電喚醒）使能或禁止通過外部中斷喚醒掉電。一線總線獨(dú)特而且經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn)，使用戶可輕松地組建傳感器網(wǎng)絡(luò)，為測量系統(tǒng)的構(gòu)建引入全新概念。高速暫存 RAM結(jié)構(gòu)為 8字節(jié)的存儲器。 R1 R0 分辨率 /位 分辨率最大轉(zhuǎn)換時(shí)間 /MS 0 0 9 0 1 10 1 0 11 375 1 1 12 750 表 DS18B20 分辨率定義規(guī)定 吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 Table DS18B20 resolution ratio defines the regulation USB接口模塊 CH375 與 USB 連接及自身管腳連接具體圖示。 I N T 1R S T I2W R 3R D 4T X D5R X D6N C .7A08V39UD+10UD11GND12XI13XO14V C C28C S 27R S T 26R S T25A C T 24GND23D722D621D520D419D318D217D116D015U1C H 2 75v c c1D2D+3g nd4U3U S BC81 2MC51 5pC41 5p12345678910111213141516U41 6P I NC60 .0 1 uFC30 .1 u FC2 4 7u FR34 K 7R41123 U 4C O N 3D 1 31KD 1 11KD 1 21KD 1 41K 圖 USB接口模塊圖 Fig USB Interface module picture USB的簡介 USB 是在 1994 年底由英特爾、康柏、 IBM、 Microsoft 等多家公司聯(lián)合提出的。從 1994 年 11 月 11 日發(fā)表了 USB 版本以后，USB 版本經(jīng)歷了多年的發(fā)展，到現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展為 版本，成為目前電腦中的標(biāo)準(zhǔn)擴(kuò)展接口。 USB 接口支持設(shè)備的即插即用和熱插拔功能。 USB 自從1996 年推出后，已成功替代串口和并口，并成為當(dāng)今個(gè)人電腦和大量智能設(shè)備的必配的接口之一。其中全速和低速是為兼容 而設(shè)計(jì)的，因此選購 USB 產(chǎn)品時(shí)不能只聽商家宣傳 ,還要搞清楚是高速、全速還是低速 設(shè)備。 吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 CH375芯片簡介 CH375 是一個(gè) USB總線的通用接口芯片，支持 USBHOST主機(jī)方式 [7]。在本地端， CH375具有 8位數(shù)據(jù)總線和讀、寫、片選控制線以及中斷輸出，可以方便地掛接到單片機(jī) /DSP/MCU/MPU等控制器的系統(tǒng)總線上。 CH375的 USB 主機(jī)方式支持常用的 USB 全速設(shè)備，外部單片機(jī)可以通過 CH375 按照相應(yīng)的 USB 協(xié)議與 USB 設(shè)備通訊。 CH375硬件連接大致框圖。對于 CH375A 芯片，在 USB 主機(jī)方式下是 USB 設(shè)備連接狀態(tài)輸出，低電平有效 5 TXD 輸出 僅用于 USB 主機(jī)方式，設(shè)備方式只支持并口，在復(fù)位期間為輸入引腳，內(nèi)置上拉電阻，如果在復(fù)位期間輸入低電平那么使能并口，否則使能串口，復(fù)位完成后吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 命令 命令是 CH375與單片機(jī)進(jìn)行聯(lián)絡(luò)的核心，所有的控制都要通過命令來實(shí)現(xiàn)所以了解了 CH375的命令就如同在 8051中的 C51語言，所以這部分很重要。在內(nèi)置固件模式的 USB設(shè)備方式下，單片機(jī)只需要處理表中標(biāo)注為灰色的中斷狀態(tài)， CH372 內(nèi)部自動處理了其它中斷狀 態(tài) 表 中斷狀態(tài)表 Table interupt form 中斷狀態(tài)值 狀態(tài)名稱 中斷原因分析說明 01H USB_INT_EP1_OUT 輔助端點(diǎn) /端點(diǎn) 1 接收到數(shù)據(jù)， OUT 成功 09H USB_INT_EP1_IN 中斷端點(diǎn) /端點(diǎn) 1 發(fā)送完數(shù)據(jù)， IN 成功 02H USB_INT_EP2_OUT 批量端點(diǎn) /端點(diǎn) 2 接收到數(shù)據(jù)， OUT 成功 0AH USB_INT_EP2_IN 批量端點(diǎn) /端點(diǎn) 2 發(fā)送完數(shù)據(jù)， IN 成功 05H USB_INT_USB_SUSPEND USB 總線掛起事件（如果已CHK_SUSPEND） 06H USB_INT_WAKE_UP 從睡眠中被喚醒事件（如果已ENTER_SLEEP） 功能說明 CH375 芯片可以工作于 USBHOST 主機(jī)方式或者 USB 設(shè)備方式。在 USB主機(jī)方式下， CH375支持各種常用的 USB全速設(shè)備，外部單片機(jī)需要編寫固件程序按照相應(yīng)的 USB協(xié)議與 USB 設(shè)備通訊。 CH375工作在并口，設(shè)備模式下（畢業(yè)設(shè)計(jì)相應(yīng)的主要應(yīng)用就是這類模式，就稍詳細(xì)介紹這部分，而串口模式只工作在主機(jī)模式下不詳細(xì)介紹了） 硬件連接 CH375芯片占用兩個(gè)地址位，當(dāng) A0 引腳為高電平時(shí)選擇命令端口，可以寫入新的命令，或者讀出中斷標(biāo)志；當(dāng) A0 引腳為低電平時(shí)選擇數(shù)據(jù)端口，可以讀寫數(shù)據(jù)。 表 并口 I/O 操作的真值表 Table And I/O once operated truth Table CS WR RD A0 D7D0 對 CH372 芯片的實(shí)際操作 1 X X X X/Z 未選中 CH372，不進(jìn)行任何操作 0 1 1 X X/Z 雖然選中但無操作，不進(jìn)行任何操作 0 0 1/X 1 輸入 向 CH372 的命令端口寫入命令碼 0 0 1/X 0 輸入 向 CH372 的數(shù)據(jù)端口寫入數(shù)據(jù) 0 1 0 0 輸出 從