一種數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)通用usb接口裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中的通用USB接口裝置，尤其是基于單片機(jī)設(shè)計的通用USB接口裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在工業(yè)生產(chǎn)和科研的各行業(yè)，常常利用PC或工控機(jī)對各種數(shù)據(jù)進(jìn)行采集。這其中有很多地方需要對各種數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，如液位、溫度、壓力、頻率等。現(xiàn)在常用的通信方式是數(shù)據(jù)采集板卡，常用的有A/D卡以及422，485等總線板卡。采用板卡不僅安裝麻煩，容易受機(jī)箱內(nèi)環(huán)境的干擾，而且由于受計算機(jī)插槽數(shù)量和地址、中斷資源的限制不可能掛接很多設(shè)備。
[0003]通用串行總線(USB)的出現(xiàn)，很好的解決了以上這些問題。它不僅解決了 I/O插口不夠的問題，而且建立了一條連接和訪問外設(shè)的方法。這些方法可以有效的減少總體成本，減少硬件沖突。因此，我們能夠利用USB總線接口比較容易的實現(xiàn)低成本、高可靠性的多點數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)。USB在1995年被提出，并由七個計算機(jī)與通信工業(yè)領(lǐng)先的公司所組成的聯(lián)盟所定義和加以推廣。同一年，該聯(lián)盟建立了實施者論壇(以下簡稱USB-1F)來加速USB標(biāo)淮的高質(zhì)量兼容設(shè)備的開發(fā)。在1996年，USB-1F公布了 USB規(guī)范1.0，這是第一個為所有的USB產(chǎn)品提出設(shè)計請求的標(biāo)淮。1998年，在進(jìn)一步對以前版本的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行闡述和擴(kuò)充的基礎(chǔ)上，發(fā)布了 USB標(biāo)準(zhǔn)的1.1規(guī)范。第三個版本的USB2.0是發(fā)布于1999年。之后，隨著USB的普及與推廣，USB的成員一直持續(xù)不斷地增加，如今已是非常龐大的推廣組織了。歷經(jīng)8年的發(fā)展，USB技術(shù)己經(jīng)非常成熟，也得到了 IT業(yè)各硬件及軟件廠商的廣泛支持。尤其是Microsoft公司在其WIN98之后的操作系統(tǒng)中加強(qiáng)了對USB的系統(tǒng)支持后，USB總線迅速發(fā)展起來。目前，USB總線的協(xié)議版本已經(jīng)達(dá)到了 2.0，支持的最高速度達(dá)到了 480Mbps，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了一般并行總線的數(shù)據(jù)傳輸速度。
[0004]隨著USB總線的發(fā)展，USB總線接口在嵌入式系統(tǒng)以及個人電腦的外圍設(shè)備中的應(yīng)用發(fā)展非常迅速。計算機(jī)外圍設(shè)備的市場上使用USB接口的數(shù)碼相機(jī)、掃描儀、移動硬盤、鼠標(biāo)、鍵盤等設(shè)備隨處可見。但是USB接口在工業(yè)控制領(lǐng)域、數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)以及只能儀器儀表中的應(yīng)用還不多見。本設(shè)計提出了基于USB總線接口的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型的目的在于設(shè)計一種系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)通信中的通用USB接口裝置。本設(shè)計通過HHUSBD12芯片與AT89C52單片機(jī)實現(xiàn)USB接口的設(shè)計，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)與計算機(jī)間的通訊。
[0006]本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的:
[0007]一種數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)通用USB接口裝置，它是由單片機(jī)模塊、USB協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊、USB接口電路部分、復(fù)位與掛起恢復(fù)電路和擴(kuò)展端口電路組成；所述的USB協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊的核心為HHUSBD12 ;所述的擴(kuò)展端口電路包括單片機(jī)擴(kuò)展端口、232接口和TOIUSBD12擴(kuò)展口 ；所述的單片機(jī)模塊左側(cè)連接單片機(jī)擴(kuò)展端口，右側(cè)連接HHUSBD12，上方連接232接口，所述的HHUSBD12上方連接TOIUSBD12擴(kuò)展口，右側(cè)連接USB接口電路，單片機(jī)模塊與PDIUSBD12共同連接復(fù)位與掛起恢復(fù)電路。
[0008]所述的單片機(jī)模塊采用AT89C52單片機(jī)作為控制核心完成初始化、數(shù)據(jù)采集、傳輸數(shù)據(jù)并傳送給HHUSBDI2的功能；所述的TOIUSBD12將接收到的數(shù)據(jù)經(jīng)過轉(zhuǎn)換后發(fā)送到USB 口 ；USB接口電路部分完成設(shè)備檢測和抗干擾電路；復(fù)位與掛起恢復(fù)電路處理系統(tǒng)的上電和手動復(fù)位，檢測HHUSBDI2的掛起狀態(tài)并在其從掛起狀態(tài)恢復(fù)時喚醒或復(fù)位單片機(jī)；擴(kuò)展端口用于與數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)連接和系統(tǒng)調(diào)試。
[0009]所述的roiUSBD 12與89C52可以用地址數(shù)據(jù)總線復(fù)用的連接方式；PDIUSBDI2的ALE作為地址鎖存信號，AO接高電平，89C52的地址和數(shù)據(jù)總線直接與HHUSBD12的數(shù)據(jù)總線相連，ALE鎖存的地址最低位相當(dāng)于AO ；PDIUSBD12與89C52之間通過外部中斷觸發(fā)，中斷引腳INT N與89C52的外部中斷相連，當(dāng)TOIUSBD12的中斷寄存器有一位為I時，INT N輸出低電平，觸發(fā)89C52的外部中斷；在89052的中斷服務(wù)程序中，通過檢測HHUSBD12的中斷寄存器來識別中斷，并進(jìn)行響應(yīng)的處理；電源接入HHUSBDI2的VDD，V0UT3.3端懸空，接退禍電容，使用5V電源；電源PI時接入TOIUSBD12的VDD，V0UT3.3端，使用3.3V電源。
[0010]本實用新型的結(jié)構(gòu)特點及有益效果:
[0011]1、該實用新型針對通用USB接口，實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)與計算機(jī)之間的通訊，成本低、穩(wěn)定性好，性價比高。
[0012]2、采用WinDriver作為驅(qū)動程序開發(fā)工具，擺脫了核心驅(qū)動開發(fā)的難點，不需對操作系統(tǒng)和底層驅(qū)動的原理了解太多，為快速開發(fā)外設(shè)驅(qū)動提供了有效地方案。
【附圖說明】
[0013]圖1為本實用新型的系統(tǒng)原理結(jié)構(gòu)圖；
[0014]圖2為本實用新型的USB接口電路原理圖；
[0015]圖3為本實用新型的主程序流程圖；
【具體實施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖對本實用新型的原理和具體連接關(guān)系做更詳細(xì)地描述:
[0017]實施例1
[0018]結(jié)合圖1，圖1是本實用新型的系統(tǒng)原理結(jié)構(gòu)圖；
[0019]—種數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)通用USB接口裝置，它是由單片機(jī)模塊、USB協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊、USB接口電路部分、復(fù)位與掛起恢復(fù)電路和擴(kuò)展端口電路組成；所述的USB協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊的核心為HHUSBD12 ;所述的擴(kuò)展端口電路包括單片機(jī)擴(kuò)展端口、232接口和TOIUSBD12擴(kuò)展口 ；所述的單片機(jī)模塊左側(cè)連接單片機(jī)擴(kuò)展端口，右側(cè)連接HHUSBD12，上方連接232接口，所述的HHUSBD12上方連接TOIUSBD12擴(kuò)展口，右側(cè)連接USB接口電路，單片機(jī)模塊與PDIUSBD12共同連接復(fù)位與掛起恢復(fù)電路。
[0020]所述的單片機(jī)模塊采用AT89C52單片機(jī)作為控制核心完成初始化、數(shù)據(jù)采集、傳輸數(shù)據(jù)并傳送給HHUSBDI2的功能；所述的TOIUSBD12將接收到的數(shù)據(jù)經(jīng)過轉(zhuǎn)換后發(fā)送到USB 口 ；USB接口電路部分完成設(shè)備檢測和抗干擾電路；復(fù)位與掛起恢復(fù)電路處理系統(tǒng)的上電和手動復(fù)位，檢測HHUSBDI2的掛起狀態(tài)并在其從掛起狀態(tài)恢復(fù)時喚醒或復(fù)位單片機(jī)；擴(kuò)展端口用于與數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)連接和系統(tǒng)調(diào)試。
[0021]所述的roiUSBD 12與89C52可以用地址數(shù)據(jù)總線復(fù)用的連接方式；PDIUSBDI2的ALE作為地址鎖存信號，AO接高電平，89C52的地址和數(shù)據(jù)總線直接與HHUSBD12的數(shù)據(jù)總線相連，ALE鎖存的地址最低位相當(dāng)于AO ；PDIUSBD12與89C52之間通過外部中斷觸發(fā)，中斷引腳INT N與89C52的外部中斷相連，當(dāng)TOIUSBD12的中斷寄存器有一位為I時，INT N輸出低電平，觸發(fā)89C52的外部中斷；在89052的中斷服務(wù)程序中，通過檢測HHUSBD12的中斷寄存器來識別中斷，并進(jìn)行響應(yīng)的處理；電源接入HHUSBDI2的VDD，V0UT3.3端懸空，接退禍電容，使用5V電源；電源PI時接入TOIUSBD12的VDD，V0UT3.3端，使用3.3V電源。
[0022]實施例2
[0023]圖2為本實用新型的USB接口電路原理圖。USB的數(shù)據(jù)線D12DP和D12DM分別接PDIUSBD12的D+和D-，外接18歐姆匹配電阻；當(dāng)USB電纜斷開與主機(jī)的連接時，D+和D —處于懸浮狀態(tài)，在噪聲環(huán)境下，D十和D —的狀態(tài)可能由于感應(yīng)噪聲而發(fā)生變化，SIE有時會誤以為是主機(jī)產(chǎn)生的恢復(fù)信號從而使HHUSBD12錯誤的退出掛起狀態(tài)；將D+接一個IM的下拉電阻，而D-接一個IM的上拉電阻。
[0024]實施例3
[0025]圖3為本實用新型的主程序流程圖；主循環(huán)檢查事件標(biāo)志并進(jìn)入對應(yīng)的子程序進(jìn)行進(jìn)一步的處理。在主循環(huán)中，MCU首先對其所有端口、存儲區(qū)、定時器和中斷服務(wù)程序進(jìn)行初始化，之后MCU將重新連接USB，包括將Soft Connect寄存器設(shè)置為ON ;初始化后，進(jìn)入循環(huán)，輪詢各種狀態(tài)；當(dāng)輪詢到了檢測建立包時，它確認(rèn)建立標(biāo)志在之一前是否被中斷服務(wù)程序所置位；如果建立標(biāo)志被置位，它將向協(xié)議層發(fā)送一個器件請求進(jìn)行處理。
【主權(quán)項】
1.一種數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)通用USB接口裝置，其特征在于:它是由單片機(jī)模塊、USB協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊、USB接口電路部分、復(fù)位與掛起恢復(fù)電路和擴(kuò)展端口電路組成；所述的USB協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊的核心為HHUSBD12 ;所述的擴(kuò)展端口電路包括單片機(jī)擴(kuò)展端口、232接口和PDIUSBD12擴(kuò)展口 ；所述的單片機(jī)模塊左側(cè)連接單片機(jī)擴(kuò)展端口，右側(cè)連接HHUSBD12，上方連接232接口，所述的TOIUSBD12上方連接TOIUSBD12擴(kuò)展口，右側(cè)連接USB接口電路，單片機(jī)模塊與HHUSBD12共同連接復(fù)位與掛起恢復(fù)電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)通用USB接口裝置，其特征在于:其特征在于:所述的單片機(jī)模塊采用AT89C52單片機(jī)作為控制核心完成初始化、數(shù)據(jù)采集、傳輸數(shù)據(jù)并傳送給HHUSBDI2的功能；所述的TOIUSBDI2將接收到的數(shù)據(jù)經(jīng)過轉(zhuǎn)換后發(fā)送到USB口 ;USB接口電路部分完成設(shè)備檢測和抗干擾電路；復(fù)位與掛起恢復(fù)電路處理系統(tǒng)的上電和手動復(fù)位，檢測HHUSBDI2的掛起狀態(tài)并在其從掛起狀態(tài)恢復(fù)時喚醒或復(fù)位單片機(jī)；擴(kuò)展端口用于與數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)連接和系統(tǒng)調(diào)試。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)通用USB接口裝置，其特征在于:所述的PDIUSBD 12與89C52可以用地址數(shù)據(jù)總線復(fù)用的連接方式；PDIUSBDI2的ALE作為地址鎖存信號，AO接高電平，89C52的地址和數(shù)據(jù)總線直接與H)IUSBD 12的數(shù)據(jù)總線相連，ALE鎖存的地址最低位相當(dāng)于AO ;PDIUSBD12與89C52之間通過外部中斷觸發(fā)，中斷引腳INT N與89C52的外部中斷相連，當(dāng)HHUSBD12的中斷寄存器有一位為I時，INT N輸出低電平，觸發(fā)89C52的外部中斷；在89C52的中斷服務(wù)程序中，通過檢測HHUSBD12的中斷寄存器來識別中斷，并進(jìn)行響應(yīng)的處理；電源接入HHUSBDI2的VDD，V0UT3.3端懸空，使用5V電源；電源PI 時接入 PDIUSBD12 的 VDD, V0UT3.3 端，使用 3.3V 電源。
【專利摘要】本實用新型涉及一種數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)通用USB接口裝置，其特征在于：它是由單片機(jī)模塊、USB協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊、USB接口電路部分、復(fù)位與掛起恢復(fù)電路和擴(kuò)展端口電路組成；所述的USB協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊的核心為PDIUSBD12；所述的擴(kuò)展端口電路包括單片機(jī)擴(kuò)展端口、232接口和PDIUSBD12擴(kuò)展口；所述的單片機(jī)模塊左側(cè)連接單片機(jī)擴(kuò)展端口，右側(cè)連接PDIUSBD12，上方連接232接口，所述的PDIUSBD12上方連接PDIUSBD12擴(kuò)展口，右側(cè)連接USB接口電路，單片機(jī)模塊與PDIUSBD12共同連接復(fù)位與掛起恢復(fù)電路。本實用新型采用WinDriver作為驅(qū)動程序開發(fā)工具，擺脫了核心驅(qū)動開發(fā)的難點，不需對操作系統(tǒng)和底層驅(qū)動的原理了解太多，為快速開發(fā)外設(shè)驅(qū)動提供了有效地方案，成本低、穩(wěn)定性好，性價比高。
【IPC分類】G06F13-40
【公開號】CN204440389
【申請?zhí)枴緾N201420725551
【發(fā)明人】王永剛, 胡晶
【申請人】哈爾濱金都太陽能科技有限公司
【公開日】2015年7月1日
【申請日】2014年11月28日