摘要：c8051f320是cygnal公司推出的一款新型usb微控制器芯片。该器件具有较快的处理速度和较大的存储容量，并且具有在系统可编程的功能，是usb接口设计的理想选择。文中介绍了c8051f320的特点和引脚功能，并以一个usb-can接口转换模块为例介绍了usb接口的软硬件设计。

关键词：c8051f320；usb；usb描述符；固件

随着ｕｓｂ技术的快速发展以及ｕｓｂ外设在越来越多场合的广泛应用，支持ｕｓｂ接口技术的芯片也越来越多。对于ｕｓｂ接口的设计，如非扩展之用，选用带有ｍｃｕ的ｕｓｂ控制器当然是设计师们的首选，因为这样不仅可以大大简化硬件电路、减小外设体积，而且还可以提高产品的可靠性。文中介绍的ｃ８０５１ｆ３２０就是顺应这种需求而推出的一种新型ｕｓｂ控制器芯片。

１ ｃ８０５１ｆ３２０的主要特点

ｃ８０５１ｆ３２０是ｃｙｇｎａｌ公司推出的一款具有全速ｕｓｂ功能的混合信号ｆｌａｓｈ微控制器芯片，该器件内部集成有２３０４ ｂｙｔｅ ｒａｍ和１６ｋ ｂｙｔｅ的ｆｌａｓｈ存储器。实际上，ｃ８０５１ｆ３２０是一个完整的小型片上系统（ｓｏｃ）。由于利用该芯片进行设计时可以不需要任何外部元件（包括电阻和晶振），因而是小型ｕｓｂ应用的理想选择。与其它同类产品相比，ｃ８０５１ｆ３２０主要具有如下一些特点：

●全速的ｕｓｂ ２．０功能控制器；

●内部集成了时钟恢复电路，且不需要外接晶体振荡器；

●可支持８个ｕｓｂ端点；

●带有１ｋ字节的ｕｓｂ缓冲存储器；

●内部集成了ｕｓｂ接口的数据收发器，设计中无需外部上拉电阻；

●具有高速增强型８０５１ ｍｃｕ内核，该ｍｃｕ内核采用流水线式指令结构，７０％的指令执行时间为一个或两个系统时钟周期，处理速度可达２５ｍｉｐｓ（时钟频率为２５ｍｈｚ时）。

此外，ｃ８０５１ｆ３２０还有许多其它特性，如支持在系统编程（ｉｓｐ），带有可编程的数字ｉ／ｏ和数字交叉开关，可提供全速、非侵入式的在系统片内调试电路等。

２ ｃ８０５１ｆ３２０的引脚功能

ｃ８０５１ｆ３２０的引脚排列如图１所示。主要引脚的功能如下：

ｄ＋、ｄ－：ｕｓｂ电缆的ｕｓｂ ｄ＋和ｕｓｂ ｄ－连接端；

ｖｄｄ：２．７～３．６ｖ片上电源输入端或片内电压调节器的３．３ｖ输出端；

ｒｅｇｉｎ：片内电压调节器的５ｖ输入端；

ｖｂｕｓ：ｕｓｂ电缆ｖｂｕｓ引线的感应输入端，当该脚出现５ｖ高电平信号时，表示该设备已经和主机连接好；

ｒｓｔ／ｃ２ｃｋ：多功能引脚，内部上电复位ｐｏｒ（ｐｏｗｅｒ ｏｎ ｒｅｓｅｔ）和ｖｄｄ监视器的漏极开路输出，使该脚保持低电平１５μｓ以上可对系统进行一次复位。此外，该脚还可作为ｃ２接口的时钟信号输入端；

ｐ３．０／ｃ２ｄ：多功能引脚，可作为ｉ／ｏ端口或ｃ２接口的双向数据信号传输端口。

３　应用举例

笔者以ｃ８０５１ｆ３２０为核心设计了一个ｕｓｂ和ｃａｎ总线的接口转换模块，运用该接口转换模块可以方便地把具有ｕｓｂ接口的测控设备连接到一个ｃａｎ总线测控网络中，以对系统的运行状况进行系统和整体的测试和分析。在该接口转换模块的设计中，最主要的工作就是ｕｓｂ接口部分的设计，包括硬件电路和固件程序的设计。

３．１ ｕｓｂ 接口硬件电路设计

由于ｃ８０５１ｆ３２０微控制器具有简单易用的特点，因此，用ｃ８０５１ｆ３２０进行ｕｓｂ接口的硬件设计也显得十分简单，主要包括两部分的内容，一是接口转换模块供电方式的选择，二是ｕｓｂ引脚的连接，图２是其ｕｓｂ接口电路图。

由于整个模块的功率估计在３ｗ左右，而ｕｓｂ总线的供电量只适合小功率模块的供电，最大也只有５００ｍａ，因此不能满足整个模块的安全