將串行應(yīng)用移植到USB接口的簡(jiǎn)便方法(06-100)

　　您是否注意過(guò)最新款筆記本電腦的端口？ 如果注意過(guò)，那么就會(huì)發(fā)現(xiàn)過(guò)去的真實(shí)COM端口沒(méi)有了。 事實(shí)上，最有可能的是原來(lái)串口所在位置現(xiàn)在是幾個(gè)USB端口。 USB總線的設(shè)計(jì)初衷就是要取代PC機(jī)上大多數(shù)(如果不是所有的話)傳統(tǒng)端口。 當(dāng)然，由于有很多支持USB的單片機(jī)和接口器件，因此對(duì)于嵌入式設(shè)計(jì)人員來(lái)說(shuō)，沒(méi)有COM端口并不會(huì)帶來(lái)障礙。 只要選擇正確的工具和軟件解決方案，那么轉(zhuǎn)移到USB可以是非常簡(jiǎn)單的事情。

　　硬件補(bǔ)丁解決方案

　　對(duì)那些需要為基于串行端口的老項(xiàng)目提出快速解決方案的設(shè)計(jì)工程師來(lái)說(shuō)，開(kāi)始最有吸引力的一種策略是采用一種補(bǔ)丁系統(tǒng)。 這可通過(guò)在嵌入式控制器串行接口與PC機(jī)USB連接器之間增加一個(gè)專用USB-UART轉(zhuǎn)換器來(lái)實(shí)現(xiàn)。 此類器件通常配有支持各種操作系統(tǒng)的定制驅(qū)動(dòng)程序，可以完全仿真一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的串行端口。 這種方法需要重新設(shè)計(jì)嵌入式應(yīng)用電路板以騰出空間容納新的元件，但它不用改變固件和PC應(yīng)用程序。 拆除了已證明無(wú)用的串行端口接收器，而增加的成本只有幾美元。兩者基本可以抵消，但這樣做卻失去了采用USB所帶來(lái)的大部分好處。 事實(shí)上，USB能夠支持更快的數(shù)據(jù)傳輸速度，可達(dá)到典型串行端口的100倍(12 Mbps與115 kbps)，繼續(xù)使用UART，實(shí)際上會(huì)成為設(shè)計(jì)的主要瓶頸。 此外，由于大部分USB-UART接口器件缺乏靈活性，無(wú)法實(shí)現(xiàn)靈活的電源管理，而這在許多嵌入式設(shè)計(jì)中是一個(gè)關(guān)鍵特性。

　　單芯片解決方案

　　從串行端口轉(zhuǎn)移到USB，更好的硬件選擇是采用單芯片解決方案，即選用具有USB接口的單片機(jī)，并開(kāi)發(fā)驅(qū)動(dòng)程序(圖2)來(lái)模仿串行端口。 從硬件角度來(lái)看，單芯片解決方案顯得非常有吸引力：

　　·與通用型號(hào)相比，帶有USB接口的單片機(jī)幾乎不需要增加額外成本。

　　·由于拆除了串行端口接收器，電路板上元件的數(shù)量相應(yīng)減少，同時(shí)在低成本USB連接器與新型兼容USB的單片機(jī)的D+/D-引腳間建立直接連接。
　　·當(dāng)通用單片機(jī)和兼容USB的單片機(jī)引腳互相兼容時(shí)，電路板重新設(shè)計(jì)的成本和工作量可以減小到最低。

　　·此外，不必再為那些可以使用USB總線5V電源的應(yīng)用配備電源適配器，從而可以進(jìn)一步降低成本。