USB接口芯片SL811HS在51单片机系统中应用
发布时间:2008/5/27 0:00:00 访问次数:531
摘要：介绍了cypress公司生产的主／从双工作模式usb接口芯片sl811hs的性能与内部结构，给出了sl811hs芯片在单片机系统中扩展ｕｓｂ接口的硬件电路，同时给出了该系统的usb驱动程序及实现ｕ盘读写功能的应用程序。 关键词：sl811hs；usb接口；驱动程序；ｕ盘读写 １ 引言 ｕｓｂ（通用串行总线）是ｉｎｔｅｌ、ｄｅｃ、ｍｉ-ｃｒｏｓｏｆｔ、ｉｂｍ等公司联合提出的、最近几年逐步在ｐｃ领域广为应用的新型接口技术。ｕｓｂ接口通用性好、实时性强、传输方式多样、成本低、支持即插即用、易于扩展且便于使用，这些优点使其得到许多硬件厂商的青睐。目前各种类型的ｕｓｂ产品已大量涌入市场，同时也被广泛地用在ｐｃ机及嵌入式系统中。 ｕｓｂ的拓扑结构中居核心地位的是ｈｏｓｔ（也称为主机），任何一次ｕｓｂ数据传输都必须由主机发起和控制，所有的ｕｓｂ外设都只能和主机建立连接，任何两个外设之间或是两个主机之间无法直接通信。而目前，扮演主机角色的大多是个人电脑ｐｃ。而我们买到和使用的ｕｓｂ移动设备都是ｕｓｂ外设（ｄｅｖｉｃｅ），如ｕｓｂ的移动硬盘、ｕｓｂ接口的数码相机等。所有这些设备都只能在ｐｃ上或通过ｐｃ来进行文件和数据交换。没有了ｐｃ，这些设备就“失灵”了（指数据交换的功能）。 ５１系列单片机以其优越的性能、成熟的技术高可靠性、高性价比吸引了大量国内用户，被广泛应用于测控和自动化领域。用５１系列单片机实现ｕｓｂ主机接口，进而实现对ｕｓｂ外设的控制，对提高整个系统的数据存储、数据传输、设备控制等性能都有很大的作用。本文使用５１系列单片机ｗ７８ｅ５４和ｕｓｂ接口芯片ｓｌ８１１ｈｓ设计了一个ｕｓｂ主机接口，通过该接口可实现对ｕｓｂ外设ｕ盘的读写控制，从而实现单片机数据采集系统的海量数据存储＊。 ２ ｓｌ８１１ｈｓ的结构性能 ｓｌ８１１ｈｓ是ｃｙｐｒｅｓｓ公司生产的、可支持全速数据传输的ｕｓｂ控制芯片该芯片采用２８脚ｐｌｃｃ和４８脚ｔｑｆｐ两种封装形式，且内含ｕｓｂ主／从控制器，支持全速（ｆｕｌｌ－ｓｐｅｅｄ）／低速ｌｏｗ－ｓｐｅｅｄ数据传输，并能自动识别低速或全速设备。ｓｌ８１１ｈｓ所提供的接口遵从ｕｓｂ１．１标准，可与微处理器、微控制器、ｄｓｐｓ相连，也可直接与ｉｓａ、ｐｃｍｃｉａ及其它总线相连。ｓｌ８１１ｈｓ的数据接口与微处理器进行接口可提供８位数据ｉ／ｏ或双向ｄｍａ通道，并能以从机操作方式支持ｄｍａ数据传输。此外，通过中断支持还可以轻松地与ｍｏｔｏｒｏｌａ、ｉｎｔｅｌ 及其它众多类型的标准微处理器或微控制器相连。ｓｌ８１１ｈｓ内部有一个２５６字节的ｒａｍ，可用做控制寄存器或数据缓冲器。ｓｌ８１１ｈｓ的内部结构框图如图１所示。 ３ 和微控制器的硬件接口 图２所示是５１系列微控制器ｗ７８ｅ５４与ｓｌ８１１ｈｓ的连接电路。在该设计硬件时，由于所选用的５１系列单片机ｗ７８ｅ５４及其周围元件的工作电压为５ｖ，而ｓｌ８１１ｈｓ的工作电压为３．３ｖ，所以系统应同时提供５ｖ和３．３ｖ电源；虽然ｓｌ８１１ｈｓ可以使用１２ｍｈｚ晶振，但在实际使用过程中发现，如果晶振质量不太好，电路稳定性就会比较差，因此，设计时推荐使用４８ｍｈｚ晶振；由于ｓｌ８１１ｈｓ的中断请求输出的是高电平，因此需要用反向器把它变换成低电平以满足ｗ７８ｅ５４中断输入要求；此外，ｓｌ８１１ｈｓ是低电平复位；其ｕｓｂ插座的电源接口也应作５００ｍａ限流处理以保护系统。 ４ 软件设计 ｕｓｂ软件设计分为２部分，一是针对ｓｌ８１１ｈｓ芯片编写ｕｓｂ主机控制器驱动程序；二是系统调用驱动程序来完成ｕ盘数据读写的应用程序。 ４．１ 主控制器驱动程序设计 ｕｓｂ设备驱动程序是开发ｕｓｂ外设的关键，ｕｓｂ协议的复杂性导致了ｕｓｂ驱动程序内容的多样性。本文只介绍主机完成ｕ盘数据读写功能所需的主要模块，包括初始化模块、枚举模块、读字节模块、写字节模块、读缓冲区模块、写缓冲区模块等。 初始化模块用来设置ｓｌ８１１ｈｓ的主／从机工作模式、全速或低速工作方式、内部数据缓冲区结构等；而枚举主要是指主机监测到ｕ盘插入时，主机和ｕ盘之间产生的一个过程。当枚举发生时，主机首先自动发出查询请求，ｕ盘回应这个请求，并送出设备的ｖｅｒｄｏｒ ｉｄ和ｐｒｏｄｕｃｔ ｉｄ然后由主机根据这两个ｉｄ装载相应的设备驱动程序，以完成枚举过程。通过枚举不但可为ｕ盘设定设备地址，而且可以得到ｕ盘端点的描述表及ｕ盘支持协议，之后就可以根据ｕ盘所属的子类及协议对ｕ盘进行操作。 在本系统
摘要：介绍了cypress公司生产的主／从双工作模式usb接口芯片sl811hs的性能与内部结构，给出了sl811hs芯片在单片机系统中扩展ｕｓｂ接口的硬件电路，同时给出了该系统的usb驱动程序及实现ｕ盘读写功能的应用程序。 关键词：sl811hs；usb接口；驱动程序；ｕ盘读写 １ 引言 ｕｓｂ（通用串行总线）是ｉｎｔｅｌ、ｄｅｃ、ｍｉ-ｃｒｏｓｏｆｔ、ｉｂｍ等公司联合提出的、最近几年逐步在ｐｃ领域广为应用的新型接口技术。ｕｓｂ接口通用性好、实时性强、传输方式多样、成本低、支持即插即用、易于扩展且便于使用，这些优点使其得到许多硬件厂商的青睐。目前各种类型的ｕｓｂ产品已大量涌入市场，同时也被广泛地用在ｐｃ机及嵌入式系统中。 ｕｓｂ的拓扑结构中居核心地位的是ｈｏｓｔ（也称为主机），任何一次ｕｓｂ数据传输都必须由主机发起和控制，所有的ｕｓｂ外设都只能和主机建立连接，任何两个外设之间或是两个主机之间无法直接通信。而目前，扮演主机角色的大多是个人电脑ｐｃ。而我们买到和使用的ｕｓｂ移动设备都是ｕｓｂ外设（ｄｅｖｉｃｅ），如ｕｓｂ的移动硬盘、ｕｓｂ接口的数码相机等。所有这些设备都只能在ｐｃ上或通过ｐｃ来进行文件和数据交换。没有了ｐｃ，这些设备就“失灵”了（指数据交换的功能）。 ５１系列单片机以其优越的性能、成熟的技术高可靠性、高性价比吸引了大量国内用户，被广泛应用于测控和自动化领域。用５１系列单片机实现ｕｓｂ主机接口，进而实现对ｕｓｂ外设的控制，对提高整个系统的数据存储、数据传输、设备控制等性能都有很大的作用。本文使用５１系列单片机ｗ７８ｅ５４和ｕｓｂ接口芯片ｓｌ８１１ｈｓ设计了一个ｕｓｂ主机接口，通过该接口可实现对ｕｓｂ外设ｕ盘的读写控制，从而实现单片机数据采集系统的海量数据存储＊。 ２ ｓｌ８１１ｈｓ的结构性能 ｓｌ８１１ｈｓ是ｃｙｐｒｅｓｓ公司生产的、可支持全速数据传输的ｕｓｂ控制芯片该芯片采用２８脚ｐｌｃｃ和４８脚ｔｑｆｐ两种封装形式，且内含ｕｓｂ主／从控制器，支持全速（ｆｕｌｌ－ｓｐｅｅｄ）／低速ｌｏｗ－ｓｐｅｅｄ数据传输，并能自动识别低速或全速设备。ｓｌ８１１ｈｓ所提供的接口遵从ｕｓｂ１．１标准，可与微处理器、微控制器、ｄｓｐｓ相连，也可直接与ｉｓａ、ｐｃｍｃｉａ及其它总线相连。ｓｌ８１１ｈｓ的数据接口与微处理器进行接口可提供８位数据ｉ／ｏ或双向ｄｍａ通道，并能以从机操作方式支持ｄｍａ数据传输。此外，通过中断支持还可以轻松地与ｍｏｔｏｒｏｌａ、ｉｎｔｅｌ 及其它众多类型的标准微处理器或微控制器相连。ｓｌ８１１ｈｓ内部有一个２５６字节的ｒａｍ，可用做控制寄存器或数据缓冲器。ｓｌ８１１ｈｓ的内部结构框图如图１所示。 ３ 和微控制器的硬件接口 图２所示是５１系列微控制器ｗ７８ｅ５４与ｓｌ８１１ｈｓ的连接电路。在该设计硬件时，由于所选用的５１系列单片机ｗ７８ｅ５４及其周围元件的工作电压为５ｖ，而ｓｌ８１１ｈｓ的工作电压为３．３ｖ，所以系统应同时提供５ｖ和３．３ｖ电源；虽然ｓｌ８１１ｈｓ可以使用１２ｍｈｚ晶振，但在实际使用过程中发现，如果晶振质量不太好，电路稳定性就会比较差，因此，设计时推荐使用４８ｍｈｚ晶振；由于ｓｌ８１１ｈｓ的中断请求输出的是高电平，因此需要用反向器把它变换成低电平以满足ｗ７８ｅ５４中断输入要求；此外，ｓｌ８１１ｈｓ是低电平复位；其ｕｓｂ插座的电源接口也应作５００ｍａ限流处理以保护系统。 ４ 软件设计 ｕｓｂ软件设计分为２部分，一是针对ｓｌ８１１ｈｓ芯片编写ｕｓｂ主机控制器驱动程序；二是系统调用驱动程序来完成ｕ盘数据读写的应用程序。 ４．１ 主控制器驱动程序设计 ｕｓｂ设备驱动程序是开发ｕｓｂ外设的关键，ｕｓｂ协议的复杂性导致了ｕｓｂ驱动程序内容的多样性。本文只介绍主机完成ｕ盘数据读写功能所需的主要模块，包括初始化模块、枚举模块、读字节模块、写字节模块、读缓冲区模块、写缓冲区模块等。 初始化模块用来设置ｓｌ８１１ｈｓ的主／从机工作模式、全速或低速工作方式、内部数据缓冲区结构等；而枚举主要是指主机监测到ｕ盘插入时，主机和ｕ盘之间产生的一个过程。当枚举发生时，主机首先自动发出查询请求，ｕ盘回应这个请求，并送出设备的ｖｅｒｄｏｒ ｉｄ和ｐｒｏｄｕｃｔ ｉｄ然后由主机根据这两个ｉｄ装载相应的设备驱动程序，以完成枚举过程。通过枚举不但可为ｕ盘设定设备地址，而且可以得到ｕ盘端点的描述表及ｕ盘支持协议，之后就可以根据ｕ盘所属的子类及协议对ｕ盘进行操作。 在本系统
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