51單片機控制SL811HS的USB主機底層驅(qū)動

1、51單片機控制SL811HS的USB主機底層驅(qū)動 摘 要：本文介紹了51單片機控制SL811HS實現(xiàn)USB主機的硬件設(shè)計和底層驅(qū)動的編寫。其中，底層驅(qū)動部分主要講述了USB總線復(fù)位、設(shè)備插拔動作檢測、設(shè)備速度檢測以及USB傳輸事務(wù)的實現(xiàn)。 引言 基于USB接口的設(shè)備使用方便，性價比高，因此在人們的工作和生活中得到了廣泛的應(yīng)用，如U盤、移動硬盤、移動光驅(qū)、USB攝像頭、USB鼠標鍵盤等。同時，51 系列單片機以其成熟的技術(shù)和高性價比吸引了大量國內(nèi)用戶，被廣泛應(yīng)用于測控和自動化領(lǐng)域。因此，如果在51 單片機系統(tǒng)中增加USB 主機接口，實現(xiàn)對USB 從機設(shè)備的控制，則該單片機系統(tǒng)可充分利用現(xiàn)有的各種

2、USB從機設(shè)備，大大擴展單片機系統(tǒng)的功能。 本設(shè)計實現(xiàn)了在51單片機系統(tǒng)中增加USB主機功能，采用普通51單片機外接專用USB接口芯片的方案。這種方案雖然會使系統(tǒng)傳輸速度受到限制，而且在穩(wěn)定性方面有所欠缺，但此方案設(shè)計靈活性高，且易于移植，為低成本產(chǎn)品的開發(fā)提供了廣闊前景。設(shè)計中采用的51單片機是Atmel公司的AT89S52芯片，USB主機功能的擴展通過外接專用USB接口芯片SL811HS實現(xiàn)。CYPRESS公司的USB接口芯片SL811HS可以工作在主機或從機模式，支持USB1.1的全速和低速數(shù)據(jù)傳輸。工作在主機模式時，SL811HS可以自動檢測外設(shè)的插拔動作，可以按照外處理器(如單片機)

3、的要求自動把數(shù)據(jù)整合為USB協(xié)議數(shù)據(jù)包進行數(shù)據(jù)傳輸。 圖 1 系統(tǒng)硬件示意圖 本文將介紹單片機AT89S52控制SL811HS的硬件設(shè)計和底層驅(qū)動的編寫，其中重點講述底層驅(qū)動的設(shè)計。 硬件設(shè)計 系統(tǒng)的硬件原理圖如圖1所示。AT89S52的供電電壓為5V，SL811HS的為3.3V。盡管供電電壓不同，但根據(jù)芯片引腳的信號噪聲容限參數(shù)分析可知，AT89S52與SL811HS之間的引腳可以直接相連，不需要電平轉(zhuǎn)換或緩沖。 表1 USB主機枚舉操作驅(qū)動的層次關(guān)系 軟件設(shè)計 USB主機驅(qū)動是一個高低層子程序的組合，實現(xiàn)USB傳輸和控制的過程是較高層子程序調(diào)用較低層子程序的過程。編寫USB主機驅(qū)動時，可接

4、從低層往高層的順序逐層進行。 以USB主機枚舉從機設(shè)備的操作為例，實現(xiàn)該功能所需要的各層子程序?qū)哟侮P(guān)系如表1所示。本文將介紹較低層的幾個子程序的實現(xiàn)，包括讀寫SL811HS內(nèi)部寄存器、傳輸事務(wù)的實現(xiàn)、設(shè)備插拔檢測、復(fù)位等，其中，“傳輸事務(wù)的實現(xiàn)”是關(guān)鍵和難點，同時也是本文的重點。 單片機讀寫SL811HS 內(nèi)部寄存器 讀寫SL811HS內(nèi)部寄存器子程序是最低層的子程序，系統(tǒng)所進行的各種操作主要都是通過調(diào)用這些子程序讀寫SL811HS內(nèi)部寄存器實現(xiàn)的。例如，通過讀取SL811HS的狀態(tài)寄存器獲取SL811HS的狀態(tài)信息可以實現(xiàn)設(shè)備插拔檢測、設(shè)備速度檢測等，通過向SL811HS的相關(guān)控制寄存器寫入

5、控制字節(jié)可以實現(xiàn)USB總線復(fù)位以及USB數(shù)據(jù)傳輸?shù)炔僮鳌?SL811HS內(nèi)部寄存器 從編程結(jié)構(gòu)的角度來看，SL811HS內(nèi)部寄存器一共有256個單元，每個單元是一個字節(jié)，其中地址為00H0FH的前16個單元是SL811HS的狀態(tài)寄存器或控制寄存器(統(tǒng)稱為特殊寄存器)，其余的是數(shù)據(jù)緩沖寄存器。表2列出了16個特殊寄存器的名稱和主要功能含義。 表2 SL811HS內(nèi)部特殊寄存器簡介 單片機讀寫SL811HS 內(nèi)部寄存器的實現(xiàn) 按照SL811HS的讀寫控制信號時序圖編寫單片機讀寫SL811HS內(nèi)部寄存器的子程序，使各控制引腳上按照規(guī)定的時序給出符合要求的信號脈沖。 在這個程序中，單片機指令周期的大小

6、將直接影響輸出信號的保持時長和時序關(guān)系。 初始化 初始化操作主要包括SL811HS芯片復(fù)位、USB總線復(fù)位、設(shè)備插拔檢測和設(shè)備USB數(shù)據(jù)傳輸速度檢測等。通過這些初始化操作，SL811HS將作為USB主機與從機之間建立一個底層協(xié)議連接關(guān)系，為后續(xù)的數(shù)據(jù)通信做好準備。 SL811HS芯片復(fù)位 USB接口芯片SL811HS的復(fù)位是對芯片的狀態(tài)進行復(fù)位，包括了對芯片內(nèi)部寄存器值的復(fù)位。實現(xiàn)該操作不需要讀寫接口芯片內(nèi)部寄存器，只需向接口芯片的復(fù)位引腳輸入一個有效的復(fù)位脈沖即可。 USB總線復(fù)位 按照USB協(xié)議，USB總線復(fù)位是指在USB數(shù)據(jù)線上輸出SE0態(tài)，并保持10ms以上，接在USB總線上的從機設(shè)備

7、收到這個復(fù)位信號后就會進行自身的復(fù)位操作，為接下來的USB數(shù)據(jù)傳輸做好準備。通過設(shè)置接口芯片的CtrlReg05H寄存器的第4、3位為邏輯”01”，并保持10ms，然后再把它們恢復(fù)為邏輯”00”，就可以讓接口芯片產(chǎn)生USB總線復(fù)位信號。 設(shè)備拔插檢測和設(shè)備速度檢測 在USB協(xié)議的物理層上，USB從機設(shè)備是否接在USB總線上是通過檢測總線的電壓得知的。根據(jù)該電壓的高低，還可獲知USB總線上的設(shè)備所支持的速度(例如，在USB1.1協(xié)議中，分有低速和全速)。 USB主機接口芯片SL811HS把這個物理層的電壓檢測結(jié)果反映到狀態(tài)寄存器的取值上，通過讀取這些狀態(tài)寄存器的值，可以獲知當前的設(shè)備插拔狀態(tài)和設(shè)

8、備速度。 USB主機所進行的初始化操作除了上述3項外，還包括幀起始包啟動/禁止的設(shè)置、幀同步設(shè)置、幀定時初值的設(shè)置等，它們都是通過對接口芯片特殊寄存器進行讀寫而實現(xiàn)的。 傳輸事務(wù)的實現(xiàn) 根據(jù)USB1.1協(xié)議，一個傳輸事務(wù)一般包含3個包(Packet)的傳輸，分別是標記包(Token Packet)、數(shù)據(jù)包(Data Packet)和握手包(Handshake Packet)。USB數(shù)據(jù)傳輸方式一共有四種，分別是控制傳輸(CONTROL Transfer)、同步傳輸(Isochronous Transfer)、中斷傳輸(Interrupt Transfer)和批傳輸(Bulk Transfer)

9、。其中，控制傳輸方式至少由2個傳輸事務(wù)構(gòu)成，其它三種傳輸方式則都各由個傳輸事務(wù)構(gòu)成?？梢姡瑐鬏斒聞?wù)在USB傳輸中至關(guān)重要。 一個典型的傳輸事務(wù)含有3個包的傳送，這連續(xù)的3個包數(shù)據(jù)流如表3所示。 表3 一個傳輸事務(wù)的數(shù)據(jù)流示意 使用SL811HS設(shè)計USB主機系統(tǒng)時，用戶只需讓單片機設(shè)置SL811HS內(nèi)部幾個相關(guān)的特殊寄存器，然后把傳輸事務(wù)啟動位使能(置為邏輯1)，就可以讓接口芯片自動完成這個包的發(fā)送與接收。在表3所示的例子中，第n個包(標記包)和第n+2個包(握手包)都是由主機發(fā)送給從機的，第n+1個包(數(shù)據(jù)包)是由從機發(fā)送給主機的。這個傳送方向和第n+2個包的傳送方向都是由標記包中的標識域取

10、值決定的，其規(guī)則可參考USB協(xié)議。 如果傳輸事務(wù)的數(shù)據(jù)包是由從機發(fā)送給主機，則該傳輸事務(wù)屬于輸入類型，稱為輸入傳輸事務(wù)，反之則稱為輸出傳輸事務(wù)?？梢姡?例子是一個輸入傳輸事務(wù)。對于一個輸入傳輸事務(wù)，單片機通過設(shè)置SL811HS內(nèi)部特殊寄存器就可以決定其取值的包域主要有：標記包中的標識域、地址域和端點域，數(shù)據(jù)包中的標識域。在輸入傳輸事務(wù)中，雖然數(shù)據(jù)包并不是由主機發(fā)送的，但之所以仍需要單片機設(shè)置與數(shù)據(jù)包標識域相關(guān)的寄存器，是因為主機在該傳輸事務(wù)中將只認可標識域符合所設(shè)置值的數(shù)據(jù)包。其余部分，如標記包中的其它域及握手包的內(nèi)容則都是SL811HS根據(jù)情況自動產(chǎn)生的。 主機接口芯片SL811HS完成一

11、次輸入傳輸事務(wù)后，如果傳輸成功，單片機就可以從SL811HS的數(shù)據(jù)緩沖寄存器讀到從機發(fā)送過來的數(shù)據(jù)。此處，數(shù)據(jù)緩沖區(qū)的首地址是由單片機預(yù)先通過設(shè)置控制寄存器指定的。 對于輸出傳輸事務(wù)，單片機同樣需要設(shè)置相關(guān)的寄存器以確定標記包的標識域、地址域、端點域和數(shù)據(jù)包的標識域，以及存放發(fā)送數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)首地址，并且，這個緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)也是由單片機寫入的。 具體地，單片機控制USB主機接口芯片進行一次傳輸事務(wù)所需要執(zhí)行的操作步驟如下： 首先，如果是輸出傳輸事務(wù)，則需要把將在數(shù)據(jù)包中發(fā)送給從機的數(shù)據(jù)存放到SL811HS的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)中。 其次，做好相關(guān)的傳輸準備工作，即設(shè)置接口芯片中的4個特殊寄存器。這4個寄存

12、器的名稱及其在傳輸事務(wù)中的作用如表4的前4項所列。 表4 與傳輸事務(wù)直接相關(guān)的SL811HS特殊寄存器 第三，啟動傳輸事務(wù)：把寄存器EP0CONTROL00H或EP1CONTROL08H的第0位(即傳輸事務(wù)啟動位)置為邏輯1即可啟動傳輸事務(wù)。但在此之前必須把這個寄存器中其它位設(shè)置好(或與啟動位同時設(shè)置)，與這個寄存器相關(guān)的包域如表4中最后一項所列。 第四，單片機讀取寄存器EP0Status03H或EP1Status0BH的值，以獲知此次事務(wù)傳輸?shù)耐瓿汕闆r。 最后，如果傳輸成功，而且該傳輸事務(wù)是輸入性質(zhì)的，則單片機可讀取數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，獲得由從機發(fā)送過來的數(shù)據(jù)。 結(jié)語 在51單片機控制USB接口芯片

13、SL811HS的底層驅(qū)動中，讀寫SL811HS內(nèi)部寄存器的子程序是最低層的，各種USB傳輸?shù)妮^低層操作，如總線復(fù)位、插拔檢測、速度檢測以及傳輸事務(wù)等，都主要是通過讀寫SL811HS內(nèi)部特殊寄存器實現(xiàn)的。其中，傳輸事務(wù)的實現(xiàn)就直接涉及了5個特殊寄存器的讀寫。 在本文所述的底層驅(qū)動基礎(chǔ)上，添加相關(guān)的高層程序，使該51單片機系統(tǒng)實現(xiàn)了對各種USB從機設(shè)備的枚舉控制和對U盤的數(shù)據(jù)交換，為51單片機系統(tǒng)的開發(fā)提供了廣闊的應(yīng)用前景，同時也對其它平臺的USB主機設(shè)計有一定的參考價值。 作者：華南理工大學(xué) 微電子研究所陳智榮李 斌 USB接口芯片SL811HS在51單片機系統(tǒng)中的應(yīng)用 USB接口芯片SL811

14、HS在51單片機系統(tǒng)中的應(yīng)用摘要：介紹了CYPRESS公司生產(chǎn)的主從雙工作模式USB接口芯片SL811HS的性能與內(nèi)部結(jié)構(gòu)，給出了SL811HS芯片在單片機系統(tǒng)中擴展接口的硬件電路，同時給出了該系統(tǒng)的USB驅(qū)動程序及實現(xiàn)盤讀寫功能的應(yīng)用程序。關(guān)鍵詞：SL811HS；USB接口；驅(qū)動程序；盤讀寫 引言（通用串行總線）是、-、等公司聯(lián)合提出的、最近幾年逐步在領(lǐng)域廣為應(yīng)用的新型接口技術(shù)。接口通用性好、實時性強、傳輸方式多樣、成本低、支持即插即用、易于擴展且便于使用，這些優(yōu)點使其得到許多硬件廠商的青睞。目前各種類型的產(chǎn)品已大量涌入市場，同時也被廣泛地用在機及嵌入式系統(tǒng)中。的拓撲結(jié)構(gòu)中居核心地位的是（也

15、稱為主機），任何一次數(shù)據(jù)傳輸都必須由主機發(fā)起和控制，所有的外設(shè)都只能和主機建立連接，任何兩個外設(shè)之間或是兩個主機之間無法直接通信。而目前，扮演主機角色的大多是個人電腦。而我們買到和使用的移動設(shè)備都是外設(shè)（），如的移動硬盤、接口的數(shù)碼相機等。所有這些設(shè)備都只能在上或通過來進行文件和數(shù)據(jù)交換。沒有了，這些設(shè)備就“失靈”了（指數(shù)據(jù)交換的功能）。系列單片機以其優(yōu)越的性能、成熟的技術(shù)高可靠性、高性價比吸引了大量國內(nèi)用戶，被廣泛應(yīng)用于測控和自動化領(lǐng)域。用系列單片機實現(xiàn)主機接口，進而實現(xiàn)對外設(shè)的控制，對提高整個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)傳輸、設(shè)備控制等性能都有很大的作用。本文使用系列單片機和接口芯片設(shè)計了一個主機

16、接口，通過該接口可實現(xiàn)對外設(shè)盤的讀寫控制，從而實現(xiàn)單片機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的海量數(shù)據(jù)存儲。 的結(jié)構(gòu)性能是公司生產(chǎn)的、可支持全速數(shù)據(jù)傳輸?shù)目刂菩酒撔酒捎媚_和腳兩種封裝形式，且內(nèi)含主從控制器，支持全速（）低速數(shù)據(jù)傳輸，并能自動識別低速或全速設(shè)備。所提供的接口遵從標準，可與微處理器、微控制器、相連，也可直接與、及其它總線相連。的數(shù)據(jù)接口與微處理器進行接口可提供位數(shù)據(jù)或雙向通道，并能以從機操作方式支持數(shù)據(jù)傳輸。此外，通過中斷支持還可以輕松地與、 及其它眾多類型的標準微處理器或微控制器相連。內(nèi)部有一個字節(jié)的，可用做控制寄存器或數(shù)據(jù)緩沖器。的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如圖所示。 和微控制器的硬件接口圖所示是系列微控制器與

17、的連接電路。在該設(shè)計硬件時，由于所選用的系列單片機及其周圍元件的工作電壓為，而的工作電壓為，所以系統(tǒng)應(yīng)同時提供和電源；雖然可以使用晶振，但在實際使用過程中發(fā)現(xiàn)，如果晶振質(zhì)量不太好，電路穩(wěn)定性就會比較差，因此，設(shè)計時推薦使用晶振；由于的中斷請求輸出的是高電平，因此需要用反向器把它變換成低電平以滿足中斷輸入要求；此外，是低電平復(fù)位；其插座的電源接口也應(yīng)作限流處理以保護系統(tǒng)。 軟件設(shè)計軟件設(shè)計分為部分，一是針對芯片編寫主機控制器驅(qū)動程序；二是系統(tǒng)調(diào)用驅(qū)動程序來完成盤數(shù)據(jù)讀寫的應(yīng)用程序。 主控制器驅(qū)動程序設(shè)計設(shè)備驅(qū)動程序是開發(fā)外設(shè)的關(guān)鍵，協(xié)議的復(fù)雜性導(dǎo)致了驅(qū)動程序內(nèi)容的多樣性。本文只介紹主機完成盤數(shù)據(jù)

18、讀寫功能所需的主要模塊，包括初始化模塊、枚舉模塊、讀字節(jié)模塊、寫字節(jié)模塊、讀緩沖區(qū)模塊、寫緩沖區(qū)模塊等。初始化模塊用來設(shè)置的主從機工作模式、全速或低速工作方式、內(nèi)部數(shù)據(jù)緩沖區(qū)結(jié)構(gòu)等；而枚舉主要是指主機監(jiān)測到盤插入時，主機和盤之間產(chǎn)生的一個過程。當枚舉發(fā)生時，主機首先自動發(fā)出查詢請求，盤回應(yīng)這個請求，并送出設(shè)備的 和 然后由主機根據(jù)這兩個裝載相應(yīng)的設(shè)備驅(qū)動程序，以完成枚舉過程。通過枚舉不但可為盤設(shè)定設(shè)備地址，而且可以得到盤端點的描述表及盤支持協(xié)議，之后就可以根據(jù)盤所屬的子類及協(xié)議對盤進行操作。在本系統(tǒng)中，占用的地址空間為，下面的讀寫函數(shù)中采用“自動地址增加模式”來降低讀寫設(shè)備時占用的系統(tǒng)資源：

19、_ ;主機控制寄存器地址 _ _ ;主機數(shù)據(jù)基址 ( , ) _ ; ; ( ) _ ; _;下面是讀寫緩沖區(qū)的代碼函數(shù)： 緩沖區(qū)起始偏移地址 進行緩沖區(qū)讀寫操作時的數(shù)據(jù)指針 進行緩沖區(qū)讀寫操作時的數(shù)據(jù)數(shù)量 ( , , ) _ ;() _; ( , , ) ; () _; 應(yīng)用程序設(shè)計總線一般包含四種基本數(shù)據(jù)傳輸類型：控制傳輸、中斷傳輸、批傳輸以及同步傳輸，本系統(tǒng)使用的是控制傳輸和批腀輸。這面以愛國者迷你王盤為例，介紹在該盤上建立目錄及寫文件的具體方法。愛國者迷你王()屬 ，支持傳輸，命令集為傳輸命令集。傳輸時，其命令、數(shù)據(jù)及狀態(tài)均通過端點傳送。愛國者迷你王()有三個端點，端點為缺省控制通道，

20、端點為 端點，端點為 端點。首先要用(讀 )及 命令讀取盤參數(shù)，隨后即可對盤進行讀寫。 其中的值為，表示當前發(fā)送的是一個；將的內(nèi)容在狀態(tài)階段原樣發(fā)送給可以驗證命令執(zhí)行的是否正確；為數(shù)據(jù)階段要傳送的字節(jié)數(shù)；表明數(shù)據(jù)階段傳送的方向；-是保留位，通常可以置零；用于指明該命令傳送給哪個邏輯單元；為后續(xù)字符串中命令字節(jié)的長度，為真正要傳送的命令。命令發(fā)出后，盤從中解析出-然后執(zhí)行相應(yīng)的操作，之后返回一個命令塊，表明命令執(zhí)行情況。愛國者迷你王()每次至少讀取或?qū)懭胱止?jié)，因此在改寫某些字節(jié)時，必須把整個邏輯塊一次讀出，修改后再一次性寫入。用控制來讀寫盤的工作過程可以簡單地概括為：當從總線檢測到盤插入后，通過

21、中斷方式將此信息通知系統(tǒng)，系統(tǒng)通過調(diào)用枚舉模塊可以獲得與此次傳輸有關(guān)的各種參數(shù)，并根據(jù)具體的傳輸參數(shù)調(diào)用數(shù)據(jù)讀寫模塊以對的控制寄存器和數(shù)據(jù)寄存器進行相應(yīng)的操作，最終完成對盤的讀寫。其寫文件流程圖見圖所示。 結(jié)束語使用主機接口控制器實現(xiàn)對盤的讀寫，可為數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)大容量數(shù)據(jù)存儲提供一種通用、方便和可靠的解決方案，目前該方案已成功應(yīng)用到筆者自主研發(fā)的溫室環(huán)境信息采集系統(tǒng)中，并經(jīng)過長時間測試證明了它的實用性和可靠性。由于同時具有從機工作模式，因此，也可將此方案經(jīng)簡單修改后開發(fā)接口從設(shè)備，從而滿足不同場合的需要。USB接口芯片SL811HS在51單片機系統(tǒng)中應(yīng)用 摘要：介紹了CYPRESS公司生產(chǎn)的主

22、從雙工作模式USB接口芯片SL811HS的性能與內(nèi)部結(jié)構(gòu)，給出了SL811HS芯片在單片機系統(tǒng)中擴展接口的硬件電路，同時給出了該系統(tǒng)的USB驅(qū)動程序及實現(xiàn)盤讀寫功能的應(yīng)用程序。 關(guān)鍵詞：SL811HS；USB接口；驅(qū)動程序；盤讀寫 引言 （通用串行總線）是、-、等公司聯(lián)合提出的、最近幾年逐步在領(lǐng)域廣為應(yīng)用的新型接口技術(shù)。接口通用性好、實時性強、傳輸方式多樣、成本低、支持即插即用、易于擴展且便于使用，這些優(yōu)點使其得到許多硬件廠商的青睞。目前各種類型的產(chǎn)品已大量涌入市場，同時也被廣泛地用在機及嵌入式系統(tǒng)中。 的拓撲結(jié)構(gòu)中居核心地位的是（也稱為主機），任何一次數(shù)據(jù)傳輸都必須由主機發(fā)起和控制，所有的外

23、設(shè)都只能和主機建立連接，任何兩個外設(shè)之間或是兩個主機之間無法直接通信。而目前，扮演主機角色的大多是個人電腦。而我們買到和使用的移動設(shè)備都是外設(shè)（），如的移動硬盤、接口的數(shù)碼相機等。所有這些設(shè)備都只能在上或通過來進行文件和數(shù)據(jù)交換。沒有了，這些設(shè)備就“失靈”了（指數(shù)據(jù)交換的功能）。 系列單片機以其優(yōu)越的性能、成熟的技術(shù)高可靠性、高性價比吸引了大量國內(nèi)用戶，被廣泛應(yīng)用于測控和自動化領(lǐng)域。用系列單片機實現(xiàn)主機接口，進而實現(xiàn)對外設(shè)的控制，對提高整個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)傳輸、設(shè)備控制等性能都有很大的作用。本文使用系列單片機和接口芯片設(shè)計了一個主機接口，通過該接口可實現(xiàn)對外設(shè)盤的讀寫控制，從而實現(xiàn)單片機數(shù)

24、據(jù)采集系統(tǒng)的海量數(shù)據(jù)存儲。 的結(jié)構(gòu)性能 是公司生產(chǎn)的、可支持全速數(shù)據(jù)傳輸?shù)目刂菩酒撔酒捎媚_和腳兩種封裝形式，且內(nèi)含主從控制器，支持全速（）低速數(shù)據(jù)傳輸，并能自動識別低速或全速設(shè)備。所提供的接口遵從標準，可與微處理器、微控制器、相連，也可直接與、及其它總線相連。的數(shù)據(jù)接口與微處理器進行接口可提供位數(shù)據(jù)或雙向通道，并能以從機操作方式支持數(shù)據(jù)傳輸。此外，通過中斷支持還可以輕松地與、 及其它眾多類型的標準微處理器或微控制器相連。內(nèi)部有一個字節(jié)的，可用做控制寄存器或數(shù)據(jù)緩沖器。的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如圖所示。 和微控制器的硬件接口 圖所示是系列微控制器與的連接電路。在該設(shè)計硬件時，由于所選用的系列單片機及其

25、周圍元件的工作電壓為，而的工作電壓為，所以系統(tǒng)應(yīng)同時提供和電源；雖然可以使用晶振，但在實際使用過程中發(fā)現(xiàn)，如果晶振質(zhì)量不太好，電路穩(wěn)定性就會比較差，因此，設(shè)計時推薦使用晶振；由于的中斷請求輸出的是高電平，因此需要用反向器把它變換成低電平以滿足中斷輸入要求；此外，是低電平復(fù)位；其插座的電源接口也應(yīng)作限流處理以保護系統(tǒng)。 軟件設(shè)計 軟件設(shè)計分為部分，一是針對芯片編寫主機控制器驅(qū)動程序；二是系統(tǒng)調(diào)用驅(qū)動程序來完成盤數(shù)據(jù)讀寫的應(yīng)用程序。 主控制器驅(qū)動程序設(shè)計 設(shè)備驅(qū)動程序是開發(fā)外設(shè)的關(guān)鍵，協(xié)議的復(fù)雜性導(dǎo)致了驅(qū)動程序內(nèi)容的多樣性。本文只介紹主機完成盤數(shù)據(jù)讀寫功能所需的主要模塊，包括初始化模塊、枚舉模塊、讀字節(jié)模塊、寫字節(jié)模塊、讀緩沖區(qū)模塊、寫緩沖區(qū)模塊等。 初始化模塊用來設(shè)置的主從機工作模式、全速或低速工作方式、內(nèi)部數(shù)據(jù)緩沖區(qū)結(jié)構(gòu)等；而枚舉主要是指主機監(jiān)測到盤插入時，主機和盤之間產(chǎn)生的一個過程。當枚舉發(fā)生時，主機首先自動發(fā)出查詢請求，盤回應(yīng)這個請求，并送出設(shè)備的 和 然后由主機根據(jù)這兩個裝載相應(yīng)的設(shè)備驅(qū)動程序，以完成枚舉過程。通過枚舉不但可為盤設(shè)定設(shè)備地址，而且可以得到盤端點的描述表及盤支持協(xié)議，之后就可以根據(jù)盤所屬的子類及協(xié)議對盤進行操作。 在本系統(tǒng)中，占用的地址空間為，下面的讀寫函數(shù)中采用“自動地址增加模式”來降低讀寫設(shè)備時占用的系統(tǒng)