基于USB接口電路的遠程電壓監(jiān)測系統(tǒng)

2．1 AN2131QC的功能
AN2131QC是基于USBl．1的外設(shè)通信控制芯片，主要特點：(1)4時鐘周期的8051內(nèi)核；(2)2個快速存儲器到存儲器的數(shù)據(jù)傳送指針；(3)擴展的中斷，包含有多個USFB數(shù)據(jù)傳輸中斷；(4)8 K內(nèi)部RAM，用于存放程序和數(shù)據(jù)，支持外部存儲器；(5)靈活的固件程序升級；(6)32個輸入輸出管道，其中同步傳輸支持1 024 B長度數(shù)據(jù)傳輸；(7)多種固件程序引導(dǎo)方式，方便的固件程序升級辦法。
2．2 AN2131QC的USB傳輸
AN213lQC的USB傳輸分為塊傳輸、控制傳輸和中斷傳輸。USB規(guī)范允許塊傳輸?shù)淖畲髷?shù)據(jù)包尺寸為8、16、32、64字節(jié)，中斷數(shù)據(jù)1～64字節(jié)。AN2131QC提供了8個IN端點和8個OUT端點，每一個端點具有最大64字節(jié)的緩沖區(qū)空間。其中第2、4、6個IN和OUT端點可以和它緊接著的端點提供雙緩沖區(qū)，允許8051在處理一個數(shù)據(jù)包的同時另外一個數(shù)據(jù)包在USB總線上傳輸，即6個端點對(USBPAIR寄存器)控制雙緩沖。8051在初始化時設(shè)置14個端點有效位，并且通知AN213lQC哪一個端點有效。塊數(shù)據(jù)出現(xiàn)在RAM中，每一個塊端點保留了64字節(jié)的RAM空間，1位計數(shù)寄存器，2位控制和狀態(tài)寄存器。8051能讀取狀態(tài)寄存器中的一位來決定端點是否為“忙”。在端點的忙位被設(shè)置時，8051不能讀寫端點緩沖區(qū)和字節(jié)計數(shù)寄存器。當一個端點為805l操作準備好時，AN2131QC設(shè)置一個中斷清求位。AN2131QC向量中斷系統(tǒng)根據(jù)端點自動傳輸控制，從中斷服務(wù)子程序分離出中斷請求來響應(yīng)端點請求服務(wù)。
端點O是AN2131QC芯片中唯一的控制端點。AN2131QC提供了2個64字節(jié)的緩沖區(qū)INOBUF和OUTOBUF。另外有一個附加的8字節(jié)緩沖區(qū)，對端點O來說是唯一的，這個緩沖區(qū)保存著在控制傳輸過程中的SETUP階段到達時的數(shù)據(jù)。中斷傳輸是一種特殊的塊傳輸。AN2131QC控制端點O接收特殊的SETUP令牌，它是一種主機用來處理設(shè)備控制信號的傳輸。主機通過端點。發(fā)送一系列標準設(shè)備請求表。
2．3 AN2131QC的程序引導(dǎo)
AN2131QC內(nèi)部沒有ROM，因此程序只能在上電復(fù)位時從外部導(dǎo)入，主要為以下幾個途徑：
(1)通過驅(qū)動程序，CYPRESS公司提供了工具將編譯的固件HEX文件嵌入到驅(qū)動程序內(nèi)，USB外圍設(shè)備接入到總線后，主機自動將固件程序?qū)懭氲剑篍Z-USB內(nèi)RAM，完成枚舉和重枚舉。
(2)通過外部12CE2PROM。將固件HEX文件通過“HEX2BIX-I-B2(TARGET)．IIC(SOURCE)．HEX”命令轉(zhuǎn)換成IIC文件，用編程器或者“控制面板程序”寫入到I2C器件。I2C器件選用24LC64A或者24AA64，將其A0管腳上拉到高電平，A1，A2接地。
(3)采用外部FLASHIROM和RAM。固件程序如果大于4 K，那么就要考慮用這種方式，注意EA上拉到高電平。
2．4 AN2131QC的電路配置
主機向外圍USB設(shè)備提供的最大電流是500 mA，因此當USB外圍設(shè)備電流消耗超過500 mA時，需外接電源。AN2131QC的工作電壓是3．3 V，可以通過LDO芯片將5 V轉(zhuǎn)換成3．3 V。
幾點要說明：
(1)芯片的5、6、13、14、72腳通過一個1 kΩ電阻接地，主要用于上電測試。
(2)無論I2C總線是否外接有器件，SCL和SDA管腳都應(yīng)通過2．2 kΩ的電阻上拉。
(3)不能讓WAKEUP管腳懸空。
(4)將USB+和USB-通過2個24 Ω電阻接到D+和D-端，可以抑制虛噪聲信號和限制環(huán)流。