USB 接口 已經(jīng)在無線接入設備、電子 商務、安全鑰匙、PDA及計算機便攜式外設上有了廣泛的應用。本次Freescale杯設計競賽推薦的兩款單片機 帶有USB接口,它們是支持高速、全速USB傳輸?shù)腗C9S12UF32和支持低速USB傳輸?shù)腗C68HC908JB8/16。
MC9S12UF32 單片機
MC9S12UF32是16位單片機中低價位、高性能HC/S12家族中的一員。由S12內(nèi)核(Star Core CPU ),加其它標準的片上模塊組成,包括32K字節(jié)FLASH EEPROM ,3.5K字節(jié)RAM ,1.5K隊列QRAM,高速USB2.0(480Mb/s)接口,給USB批量數(shù)據(jù)傳輸使用的集成隊列控制器 (IQUE),ATA5接口(PCI總線接口),U盤類FLASH接口(Compact FLASH),SD /MMC接口,智能 多媒體接口,記憶棒接口,一個16位8通道定時器 ,串行通訊接口,73個獨立的數(shù)字I/O通道和2個輸入通道。系統(tǒng)集成模塊(SIM )負責管理系統(tǒng)資源的映射、時鐘 產(chǎn)生、中斷控制和總線接口。MC9S12UF32系統(tǒng)總線為16位寬。外部總線可以在8位窄模式下工作,這使得在低成本系統(tǒng)中可以使用單個8位寬存儲器。特別地,IQUE模塊控制了一條專門的內(nèi)部總線,這條總線使得從存儲接口到USB模塊可以保持每秒60M字節(jié)的傳輸率。
可以說這款單片機是專門為高速USB存儲設備接口設計的。使用這款芯片 的主要模塊是集成隊列控制器(IQUE)、USB2.0 接口和眾多存儲控制器接口(如ATA5)中的一個或多個。CPU本身起到了對系統(tǒng)的配置和控制作用,真正的數(shù)據(jù)傳輸通過IQUE作為中介完成,不需要CPU的干預,這是利用這款芯片進行產(chǎn)品 設計時的思路。
集成隊列模塊IQUE由三個主要部分組成:QUE控制器、QUE集成模塊(QIM)和1.5K字節(jié),寬度可定義為16位的靜態(tài)隊列RAM(QRAM)。QUE控制器有四個通道,它們可以在單個IQUE時鐘周期內(nèi)移動一個字節(jié)或者一個16位字。QIM內(nèi)部的復用和控制邏輯允許QRAM在QUE控制器和CPU之間共享。模塊有三個總線接口:外設(IP)總線接口,IP 先進先出緩沖接口(FIFO)和S12的CPU接口(EEPROM總線)。
集成隊列模塊IQUE可以在不需CPU干預的情況下進行自動數(shù)據(jù)塊傳輸,并且由于隊列數(shù)據(jù)傳輸發(fā)生在CPU不使用QRAM的時間段內(nèi),因此不需要借用CPU總線周期。一個快速通道專門供高數(shù)據(jù)速率的外圍設備使用。即使CPU在使用QRAM,該通道也能保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)膸挕2煌?a href="http://www.1cnz.cn/tags/dma/" target="_blank">DMA 控制器,IQUE是專門面向高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)膯纹瑱C設計的,傳輸隊列的一端是單片機內(nèi)的外圍設備,另一端是QRAM。這種設計大大減少了地址指針,計數(shù)器和其它控制邏輯的數(shù)目,降低了系統(tǒng)設計的復雜程度。
在數(shù)據(jù)隊列的自動傳輸過程中,數(shù)據(jù)以FIFO的方式寫入或傳出QRAM。CPU可以通過對QUE控制器寄存器 的操作實現(xiàn)對QRAM的寫入或者讀出,這些寄存器作為FIFO數(shù)據(jù)端口 工作。特別地,CPU可以用普通的讀或寫方式對QRAM進行隨機訪問。當從FIFO數(shù)據(jù)端口訪問QRAM中的信息 時,指針會自動更新,此時QRAM緩沖區(qū)以環(huán)形 或線性FIFO方式工作。FIFO的起始指針和末尾指針也可以直接修改。
QUE控制器中的四個隊列通道可以以接收隊列或者發(fā)送隊列方式工作。轉移方式只是把一個接收通道和發(fā)送通道聯(lián)系到同一塊QRAM FIFO緩沖區(qū)上,這樣數(shù)據(jù)就可以在沒有CPU的干預下自動從一個外設傳送到另一個外設。當某一個隊列通道關閉時,與該通道相聯(lián)系的FIFO緩沖區(qū)可以作為軟件緩沖區(qū)使用。
USB2.0模塊依靠片上USB設備控制器(UDC 20)和USB物理層接口(UPHY),支持USB全速和高速協(xié)議。USB2.0模塊的示意框圖如圖1所示。
UDC20模塊通過IP總線處在S12內(nèi)核的編程 控制中。有6個獨立的端點,它們可以配置為控制、中斷、批量或者同步傳輸?shù)腎N/OUT端點。兩個64字節(jié)的端點緩沖區(qū)分配給了物理端點1,該端點默認為控制端點。另外三個64字節(jié)緩沖區(qū)分配給了物理端點2,3和6。
對于物理端點4和5,端點緩沖區(qū)位于模塊之外。端點數(shù)據(jù)通過IP FIFO總線保存在上述的IQUE模塊中,這種結構使得實現(xiàn)片內(nèi)其它模塊與USB2.0模塊之間持續(xù)的數(shù)據(jù)傳輸變得很容易。 配合上述的IQUE模塊和USB2.0模塊,再加上存儲設備接口,如ATA5主機控制器,就可以實現(xiàn)從USB接口到存儲器接口的高速數(shù)據(jù)通道,例如實現(xiàn)USB2.0移動硬盤盒控制等。其中IQUE模塊起到了橋梁的作用。
MC9S12UF32單片機有100和64兩種封裝形式,采用4.25V~5.5V供電 ,經(jīng)片內(nèi)電壓調(diào)整器產(chǎn)生2.5V供給CPU,3.3V供片內(nèi)I/O模塊使用。
圖1 USB2.0模塊方塊圖
圖2 MC68HC908JB8的USB模塊結構
MC68HC908JB8/16單片機
MC68HC908JB8/16是8位單片機MC68HC08家族中一款低價位、高性能的單片機,其主要特點是內(nèi)嵌了低速USB模塊,支持1.5Mbps的傳輸速率。MC68HC 908JB16與MC68HC908JB8功能基本相同,主要區(qū)別在于最高總線頻率、RAM和FLASH空間大小等。MC68HC908JB8單片機內(nèi)部包含了許多功能模塊,這里只介紹其USB模塊的相關功能特性。其他的特性讀者可以參看相關的技術手冊。已有幾本中文書對其進行了詳盡的描述,如清華大學出版社出版的《Motorola 微控制器 MC68HC08原理及其嵌入式 應用》、《Motorola 68HC08微控制器與嵌入式系統(tǒng) 基礎》,復旦大學出版社的《M68HC08系列單片機原理與應用》等。
USB模塊管理USB主機與MC68HC908JB8之間的數(shù)據(jù)通信 。其結構如圖2所示。
可以看出,其USB模塊由3部分組成,即USB控制邏輯、USB收發(fā)器 和USB寄存器。各部分的功能特性如下:
USB收發(fā)器(USB Transceiver),支持USB的低速(Low Speed)模式,因此簡稱為LS收發(fā)器。它提供了USB的D+和D-信號 線的物理接口,由輸出驅動電路 和輸入接收器 2部分組成。這部分就是實現(xiàn)USB物理層的特性,包括USB電氣 特性,如差模信號的實現(xiàn)。LS收發(fā)器像一個打包了的黑匣子一樣,與控制邏輯一端交換的是串行信號,而與USB總線通訊的則是USB差模信號。
USB控制邏輯(USB Control Logic ),是整個USB模塊的核心,負責管理CPU和USB收發(fā)器之間的數(shù)據(jù)交換。USB寄存器(USB Register),包括中斷寄存器、控制寄存器、狀態(tài)寄存器和數(shù)據(jù)寄存器。它是用戶編程、控制USB以及進行數(shù)據(jù)交換的最直接的載體。合理、有效地利用寄存器是編寫好應用程序的關鍵。
USB鍵盤之類低速USB-HID設備是MC68HC908JB8芯片很適合的應用,鍵盤掃描電路與單片機I/O引腳相連,按鍵信息通過鍵盤行列掃描進入單片機,再通過USB接口被主機獲取。同時,按鍵狀態(tài)可以通過單片機其余的I/O引腳用LED 顯示,這樣就可以很方便的實現(xiàn)USB鍵盤設計。
68HC908JB8/JB16單片機有20、28、32、44引腳的封裝形式,68HC908JB8有256字節(jié)的RAM,8K字節(jié)片內(nèi)FLASH,除傳統(tǒng)的定時器、鍵盤中斷、串行口、13路A/D等I/O設備外,還集成了通訊速率為1.5Mbps的低速USB模塊。HC908JB16為384字節(jié)的片內(nèi)RAM,16K字節(jié)的FLASH。
USB接口 (54900)
USB接口 (54900)
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怎么實現(xiàn)基于AVR單片機 的通用USB 接口 模塊設計?
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現(xiàn)有一掃碼器,USB 數(shù)據(jù)接口 的,每掃一次條碼相當于往計算機里輸入一次碼值。。現(xiàn)已經(jīng)實現(xiàn)單片機 與PC的通信,能不能實現(xiàn)掃碼器每輸入一次給單片機 一個指令呢。。求解
2013-06-13 20:48:48
老師要求做一個單片機 基礎上的USB 接口 ,要求能夠實現(xiàn)兩臺電腦之間的信息傳輸。我的想法是用51單片機 連接CH375芯片,單片機 的串口與A電腦連接,CH375芯片USB 與B電腦連接,然后A電腦發(fā)出數(shù)據(jù),B電腦能接收就行了。 想知道我這種方案能否可行。
2015-05-13 14:51:41
什么是單片機 ?單片機 的內(nèi)部是由哪些部分構成的?單片機 的特點 及應用領域分別有哪些呢?
2022-01-26 06:56:48
提出了一種基于單片機 的智能儀表擴展USB 接口 的方法。介紹了USB 接口 芯片SL811H S的結構和性能以及USB 接口 的硬件電路圖,詳細分析了USB 接口 驅動程序的設計方法及FAT16文件系統(tǒng)的結構
2009-03-16 17:57:02 60 分析了USB 接口 的特點 ,提出了在智能儀器儀表接口 設計中使用USB 接口 的一種方案。介紹了使用8位或16位單片機 設計智能儀器儀表的USB 接口 的方法和過程,包括接口 控制芯片的選擇、
2009-03-17 15:16:22 45 USB 接口 已經(jīng)在無線接入設備、電子商務、安全鑰匙、PDA及計算機便攜式外設上有了廣泛的應用。本次Freescale杯設計競賽推薦的兩款單片機 帶有USB 接口 ,它們是支持高速、全速USB 傳輸
2009-04-22 16:46:43 22 USB 2.0特性及USB 單片機 :通用串行總線USB (Universal Serial Bus)是由Intel等廠商制定的連接計算機與具有USB 接口 的多種外設之間通信的串行總線。目前,帶USB 接口 的設備越來越多,如鼠標、鍵
2009-09-19 08:09:12 72 51單片機 擴展USB 接口 的方法
討論了在P89C51RD 單片機 上擴展USB 接口 的方法. 介紹了USB 的相關技術標準. 詳細描述了P89C51RD 單片機 與USBN9603 的接口 原理,給出了硬件原理圖并介紹
2010-02-21 09:02:32 272 在當今的嵌入式系統(tǒng)領域,應廣單片機 一級代理 PFS154系列以其卓越的性能和廣泛的應用而備受矚目。本文將詳細介紹PFS154系列單片機 的特點 和應用,以及其在不同領域中的具體應用案例。一
2023-11-23 20:55:05
在當今的科技時代,單片機 作為控制電路的核心部件,廣泛應用于各種行業(yè)。其中,應廣單片機 一級代理PMS134系列以其商業(yè)級的品質(zhì)和性能,成為了市場上的佼佼者。本文將詳細介紹PMS134系列單片機 的特點
2023-11-23 20:58:53
Padauk應廣PMS152E系列單片機 Padauk應廣PMS152E系列單片機 是一種廣泛應用于各種領域的高性能微控制器。這款單片機 具有多種特點 ,包括高速度、低功耗、多外設和可靠性高等,因此在工業(yè)
2023-11-23 21:03:48
單片機 的一個重要組成部分,用于存儲非易失性數(shù)據(jù)。在本篇文章中,我們將深入探討PADAUK PGS152單片機 EEPROM芯片的特點 、應用和使用注意事項。第
2023-11-23 21:16:37
Padauk是一家專業(yè)的單片機 一級代理,我們提供全面的單片機 解決方案,包括PFC151系列。PFC151系列是一款高性能的單片機 ,它具有低功耗、高速度、高可靠性等優(yōu)點。該系列單片機 適用于各種應用,如
2023-11-23 22:20:39
九齊單片機 NY8B072A SOP20 NY九齊單片機 NY8B072A SOP20 NY是一款基于ARM Cortex-M0內(nèi)核的微控制器,具有高性能、低功耗、高集成度等特點 ,適用于各種嵌入式應用場
2023-11-27 21:31:12
一、NY8B062M型號單片機 NY8B062M是一款由臺灣九齊(Joystick)公司生產(chǎn)的8位AD單片機 ,具有高性能、低功耗、高集成度等特點 。該單片機 采用CMOS技術,內(nèi)核采用8051微處理器
2023-11-27 21:34:18
?這篇文章將介紹臺灣九齊單片機 NY8A050D 6 I/O 8-bit EPROM-Based MCU,包括其特點 、應用領域、與其他單片機 的比較等內(nèi)容。一、九齊單片機 NY8A050D 6 I/O
2023-11-27 21:54:52
摘 要:以EZ2USB FX2為基礎設計了一種單片機 的USB 接口 方式.該設計應用EZ2USB FX2芯片構建單片機 和主機的數(shù)據(jù)管道,接口 符合USB 2.0協(xié)議.EZ2USBFX2芯片工作在從屬FIFO方式下,通過適當?shù)呐渲门c
2010-07-21 23:16:31 93 以AVR單片機 ATmega8和USB 接口 器件PDIUSBD12為核心,基于標準的USB 1.1協(xié)議,設計一種通用USB 接口 模塊,以滿足嵌入式系統(tǒng)中對USB 接口 的需求。對模塊的硬件電路或單片機 固件程序的硬件接
2010-12-16 15:30:59 139 USB 接口 類單片機 特點 及應用USB 接口 已經(jīng)在無線接入設備、電子商務、安全鑰、PDA及計算機便攜式外設上有了廣泛的應用。本次‘Freescale杯’設
2009-04-11 17:08:41 1919 詳細介紹了SL811HS 這塊USB 芯片的特點 和功能,給出了用單片機 AT89S52與SL811HS來設計單片機 擴展USB 接口 的連接電路圖,同時給出了一種基于SL811HS的單片機 讀寫U盤的系統(tǒng)實現(xiàn)方法,該方法可
2011-05-17 17:30:31 188 單片機 開發(fā)板的供電一般都采用電腦的USB 供電,USB 接口 的電壓就是5V的,和單片機 的供電系統(tǒng)相適配。USB 供電最大能提供500mV的直流電,能滿足開發(fā)板上絕大多數(shù)元器件的供電要求。
2011-10-08 14:07:50 2771 Cypress 帶usb 接口 的單片機
2017-01-08 14:27:49 29 提出了一種基于單片機 的智能儀表擴展USB 接口 的方法。介紹了USB 接口 芯片SL811HS 的結構和性能以及USB 接口 的硬件電路圖,詳細分析了USB 接口 的驅動程序的設計方法及FAT16 文件系統(tǒng)的結構
2019-07-12 17:39:00 4 STC系列單片機 USB 接口 原理圖下載
2021-04-15 09:38:51 27 電子發(fā)燒友網(wǎng)站提供《基于單片機 的智能儀表擴展USB 接口 的方法.pdf》資料免費下載
2023-10-19 11:01:41 0
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