主动, 从动usb 接口的实现

《主动, 从动usb 接口的实现》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、实用技术主动、从动USB接口的实现□夏新亚1马晓勇2（1、江苏省通信服务有限公司网盈分公司，2、中博信息技术研究院有限公司）摘要：基于Cypress公司的USB主/从控制芯片SL811HS，开发了符合USB1.1协议的主动、从动USB接口模块。该模块工作在主动模式时，可以对U盘进行读、写等操作；工作在从动模式时，可以与PC机通信。本文详细介绍了主动、从动USB接口的开发过程以及两者在硬件设计、软件编程上的区别。关键词：SL811HSU盘主动/从动USB接口0引言近年来，通用串行总线（UniversalSerial

2、Bus，USB）发展非常迅速，具有成本低、速度快、易于扩展、总线供电、可热插拔等诸多优点，得到了广泛的应用。USB技术规范将USB数据传输双方划分为两种类型：Host和Slave，即主机和从属设备[1]。目前，USB主机一般都是由PC机担任，而市场上的USB产品基本上都是从属设备。在以单片机等微处理器为核心的嵌入式系统的应用中，尚缺少与USB产品的直接接口技术。因此，主动USB接口的嵌入式应用就成了USB领域新的研究焦点。利用单片机直接读写U盘，从而实现便携仪器或者嵌入式系统的外挂式海量存储，具有广阔的市场前景。

3、在此基础上，人们也希望带有主动USB接口的系统同时兼有通用USB设备的功能，在需要的时候依然可以与PC机通信。本文遵循这种新的设计思想对主动、从动USB接口模块进行了开发和实践。目前在国内，主动USB接口的研究仍然处于起步阶段。主要方案是使用具有USBHost功能的接口芯片。现在比较成熟的芯片有Cypress公司的SL811HS和南京沁恒公司的CH375。这些芯片本身都不包括CPU内核，需要通过与MCU、DSP或其它CPU接口来实现完整的USB主机功能[2]。采用USB接口芯片CH375设计的主动USB接口，当某

4、些USB设备带电插入时，CH375或者单片机突然工作不正常[3]。所以为了避免发生上述情况，需要设计相应的解决方案，无疑增加了设计的复杂度。目前在国内，从动USB接口的设计已较成熟，采用的USB接口芯片多是Philips公司的PDIUSBD12，但是PDIUSBD12并不具有USBHost功能。通过对以上方案的分析和比较，本模块选择了在价格、稳定性、设计复杂程度上均有优势的USB主/从接口芯片SL811HS，用一款芯片来实现主动、从动两种功能的设计思想还很新颖。本文从硬件、软件两个方面详细介绍了主动、从动USB接

5、口的开发过程。1硬件电路设计本系统主要由高性能的微处理器W78E54B、USB主/从控制芯片SL811HS、8D锁存器74HC573以及外部数据存储器CY62256组成。由于USB协议框架十分复杂，需要存储、运行繁复的驱动程序，所以需要MCU具有足够的ROM，且要符合方便系统扩展的设计需求，而且容易操作。所以选择了Winbond公司推出的与8051系列单片机兼容的微处理器芯片W78E54B。它内含16K字节的FlashEPROM；256字节的RAM；3个8位I/O口、3个16位定时/计数器、一个硬件看门狗定时器及

6、一个串行口。W78E54B为全静态CMOS设计，可以工作在空闲方式和掉电方式。SL811HS是Cypress公司推出的具有主/从两种工作模式的USB控制器，遵循USB1.1规范；可自动检测总线速率，支持全速12Mbps和低速1.5Mbps设备；具有8位双向的数据总线，易与单片机连接；片内256字节的SRAM（其中16字节用于工作寄存器），用于数据传输；可自动产生SOF和CRC5/16，简化软件工作量；片内具有根Hub；支持挂起/唤醒工作模式，减少功耗；支持自动加1功能，减少数据读写周期；3.3V工作电源，接口可承

7、受5V的工作电压，可与多种规格的单片机连接[4]。单片机W78E54B与SL811HS接口的原理如图1所示。图1单片机与SL811HS接口示意图在硬件设计中，使用外部数据存储器CY62256的目的是提高单片机的数据传输速度和进行复杂的USB协议处理。SL811HS的中断请求信号是高电平有效，必须经过非门反向后才可以接到W78E54B的外中断信号引脚上。主动、从动USB接口的硬件电路设计的区别主要有：①SL811HS的主、从模式选择管脚M/S，工作在主模式时接低电平，工作在从模式时接高电平；②nDACK管脚，在主模

8、式中接高电平，在从模式中是输入管脚，用于外部控制器对SL811HS进行DMA访问，由于在从动USB接口的设计中没有用到DMA访问，此管脚也接高电平；③USB端口设计中，主动模式的数据信号线（D-、D+）接15K的下拉电阻；从动模式的D-、D+接1.5K的上拉电阻。主动、从动USB接口的切换电路原理如图2所示。其中，此模块如果工作在主动模式，J1、J2和J3的2与1管脚短接