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  • USB總線(xiàn)接口芯片CH371及其應(yīng)用

    時(shí)間:2024-09-13 02:44:10 理工畢業(yè)論文 我要投稿
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    USB總線(xiàn)接口芯片CH371及其應(yīng)用

    摘要:CH371是一種新型USB通用總線(xiàn)接口芯片。利用該芯片可在不了解任何USB協(xié)議或固件程序甚至驅(qū)動(dòng)程序的情況下,輕松地將并口或串口產(chǎn)品升級(jí)到USB接口。文中介紹了該接口芯片的主要特點(diǎn)和引腳功能,給出了CH371與其它總線(xiàn)進(jìn)行接口的幾種應(yīng)用電路,同時(shí)給出了CH371與MCS-51單片機(jī)的接口程序。

    1 引言

    CH371是一種USB總線(xiàn)通用接口芯片。該芯片具有8位數(shù)據(jù)總線(xiàn)以及讀、寫(xiě)、片選控制線(xiàn)和中斷輸出,可以方便地掛接到單片機(jī)、DSP、MCU等控制器的系統(tǒng)總線(xiàn)上;在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中,通過(guò)CH371的配套軟件可提供簡(jiǎn)潔易用的操作接口,從而使其與本地端的單片機(jī)通訊就如同讀寫(xiě)硬盤(pán)中的文件一樣簡(jiǎn)單。由于CH371屏蔽了USB通訊中的所有協(xié)議,因而可在計(jì)算機(jī)應(yīng)用層與本地端控制器之間提供端對(duì)端的連接。在不需要了解任何USB協(xié)議或者固件程序甚于驅(qū)動(dòng)程序的情況下,就可輕松地將并口、串口產(chǎn)品升級(jí)到USB接口。

    CH371的主要特點(diǎn)如下:

    ●屏蔽了USB協(xié)議,可在計(jì)算機(jī)應(yīng)用層與本地端之間實(shí)現(xiàn)端對(duì)端的連接。

    ●具有單向數(shù)據(jù)流和請(qǐng)求加應(yīng)答兩種通訊模式,并支持偽中斷。

    ●可自動(dòng)完成USB配置過(guò)程,完全不需要本地端控制器作任何處理。

    ●采用標(biāo)準(zhǔn)的USB1.1接口,即插即用,D 引腳內(nèi)置上接電阻。

    ●內(nèi)置4個(gè)端點(diǎn),支持USB的控制傳輸、批量傳輸、中斷傳輸。

    ●帶有通用Windows驅(qū)動(dòng)程序,可提供設(shè)備級(jí)接口和應(yīng)用層接口。

    ●具有通用本地8位數(shù)據(jù)總線(xiàn),可用4線(xiàn)控制讀選通、寫(xiě)選通、片選輸入和中斷輸出。

    ●占用16個(gè)地址,可選擇直接地址方式或者復(fù)用地址方式。

    ●內(nèi)置輸入輸出緩沖區(qū),能以中斷方式通知本地端控制器傳輸數(shù)據(jù)。

    ●內(nèi)置I2C主接口,因而應(yīng)用層可以直接讀寫(xiě)外掛的I2C從設(shè)備。

    ●在主控方式下可以提供16根據(jù)輸入信號(hào)線(xiàn)或12根獨(dú)立控制的輸出信號(hào)線(xiàn)。

    ●內(nèi)置上電復(fù)位電路,可提供高電平有效復(fù)位輸出和低電平有效復(fù)位輸出。

    ●內(nèi)含可選的看門(mén)狗電路Watch-Dog,能為本地端控制器提供監(jiān)控。

    ●具有DIP28、SOP28、DIP24、CHIP等多種封裝形式。

    2 引腳功能

    CH371的引腳排列如圖1所示,表1所列是其引腳功能。

    表1 CH371的引腳功能

    28腳封裝
    的引腳號(hào)24腳封裝
    的引腳號(hào)引腳名稱(chēng)類(lèi) 型

    引 腳 說(shuō) 明

    2824VCC電源電源正端129GND電源接地1411XI輸入晶體振蕩輸入端,帶偏置電阻1310XO輸出晶體振蕩反相輸出端107D 雙向USB D 數(shù)據(jù)線(xiàn),內(nèi)置上拉電阻可控118D-雙向USB D-數(shù)據(jù)線(xiàn)96OFF輸入用于關(guān)閉D 上位電阻,高有效,帶下拉22151912D7D0雙向8位雙向數(shù)據(jù)總線(xiàn),帶上拉,可直接輸入和獨(dú)立控制輸出44RD輸入讀選通輸入,低有效,帶上拉,同時(shí)用于看門(mén)狗的清除輸入33WR輸入寫(xiě)選通輸入,低有效,帶上拉2723CS輸入片選輸入,低有效,帶下拉22ALE輸入地址鎖存使能,高有效,帶上拉,在下降沿可鎖存數(shù)據(jù)總線(xiàn)的復(fù)用地址11INT輸出中斷輸出,傳輸成功,低有效585部分支持A3A0雙向4位地址輸入線(xiàn),帶上拉,可直接輸入和獨(dú)立控制輸出2421SCL輸出I2C接口時(shí)鐘線(xiàn)2320SDA雙向I2C接口數(shù)據(jù)線(xiàn),開(kāi)漏輸出,帶上拉2522RST輸出上電復(fù)位和看門(mén)狗復(fù)位,高有效26不支持RST輸出上電復(fù)位和看門(mén)狗復(fù)位,低有效

    3 應(yīng)用

    3.1 與USB總線(xiàn)的連接

    圖2是CH371與USB總線(xiàn)的接口連接電路,CH371芯片可以直接使用USB總線(xiàn)的5V電源。電容C3和C4用于電源退耦;將電阻R1和R2串接在CH371與USB總線(xiàn)之間可進(jìn)行阻抗匹配;晶振X1、電容C1和C2用于CH371芯片的時(shí)鐘振蕩電路。CH371芯片的SCL和SDA信號(hào)線(xiàn)可以直接連接I2C接口的從設(shè)備,如連接24COX器件以用來(lái)存儲(chǔ)系統(tǒng)斷電后不能丟失的重要數(shù)據(jù),也可以存儲(chǔ)身份識(shí)別數(shù)據(jù)、記費(fèi)數(shù)據(jù)等,由于24COX中的數(shù)據(jù)只有計(jì)算機(jī)應(yīng)用層才能夠存取。

    3.2 與單片機(jī)的接口電路

    CH371芯片具有通用的被動(dòng)并行接口,可以直接連接多種單片機(jī)、DSP和MCU。圖3所示是CH371與MCS-51系列單片機(jī)的接口電路,CH371可通過(guò)D7~D0、RD、WR、CS、ALE直接掛接到AT89C51的系統(tǒng)總線(xiàn)上。連接ALE而不連接A3~A0則采用復(fù)用地址方式,連接A3~A0而不連接ALE則采用直接地址方式。當(dāng)采用復(fù)用地址方式時(shí),CH371的A3~A0腳空閑,此時(shí)可以參考主控方式將A3~A0用于LED驅(qū)動(dòng)或狀態(tài)輸入等;當(dāng)采用直接地址方式時(shí),應(yīng)該將CH371芯片的ALE引腳懸空或者接高電平,然后通過(guò)A3~A0直接輸入地址。該電路中,CH371可向AT89C51提供上電復(fù)位信號(hào)RST。CH3

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