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嵌入式系统的USB虚拟串口设计
文章来源: CE china 文章作者: 吴明琪 发布时间: 2006-07-24   字体: [ ]  
 
 

AT89C5131USB2.0全速从接口包含了7终端点,其中0号终端点被配置成为默认的控制终端点。其他16号终端点都可以通过特殊寄存器配置为控制(Control),突发(Bulk),中断(Interrupt)和周期性(Isochronous)模式。由于每一个终端点都由一组独立的寄存器对该终端点进行控制、状态识别和数据的存取,则如果将这些寄存器直接映射到51单片机的特殊功能寄存器地址空间显然是容纳不下的。因此,这7个终端点的7组寄存器在单片机的地址空间中其实使用的是同一组寄存器的地址,而通过一个特殊功能寄存器(UEPNUM)来选择当前该组寄存器实际选择的是哪个终端点的寄存器组,这样就大大节省了所占用的地址空间,为集成其他特殊外设提供了可能。

 

4、基于AT89C5131CDC类的实现

 

AT89C5131USB接口的硬件连接很简单,选用一个BtypeUSB插座,因为按照USB规范,从设备使用BtypeUSB插座,主设备使用AtypeUSB插座,将BtypeUSB插座的D+D-脚分别与AT89C5131上的D+D-脚相连。然后再在电源和D+之间用一个1.5 kΩ的上拉电阻连接,因为按照USB规范,USB主设备是通过从设备在插入时D+D-上的绝对电平来确定从设备是一个全速设备还是一个低速设备的,而AT89C5131是一个全速设备,所以需要将D+上拉。

 

下面介绍虚拟串口的单片机软件设计与实现。首先来看一下终端点的分配,按照CDC类抽象控制模型对终端点的需求,将单片机0号终端点和1号终端点分配给通信接口子类,分别作为控制终端点(完成枚举和串口参数设置)和中断终端点,而将2号和3号终端点分配给数据接口子类,分别作为INOUT终端点,虚拟串口的数据主要从这两终端点来进行传送。

 

由于各个终端点的行为相对独立,对于每个终端点的控制过程又有相似性,在这里以2号终端点即作为数据接口的IN终端点为例,说明软件是如何对终端点进行操作和控制的,其控制流程图如图4所示。2号终端点是一个IN的终端点,它的主要工作是模拟物理串口的TXD线,向主设备发送数据。当主设备发出IN的请求时,如果FIFO不空,就向主设备发送FIFO的内容;如果FIFO为空,则向主设备发送一个空包作为回应。AT89C5131在收到IN的请求时,会触发USB中断(如果被使能),在中断处理程序中,如图4所示,首先判断中断的触发源是哪个终端点,如果是2号终端点,将USB寄存器组映射到2号终端点的那一组,然后将需要发送的串口数据填入FIFO寄存器(UEPDATX),置位UEPSTAXTXRDY位,表示FIFO中的数据已经准备好,这时USB接口就会自动响应IN请求,并将FIFO中的数据发送出去,程序则可退出中断服务程序。对于其他的终端点,其处理过程也是相似的。

 

usb中断处理程序 

4

 

 
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