單片機與USB接口實現(xiàn)電力補償裝置控制系統(tǒng)

作者：時間：2011-09-23 來源：網(wǎng)絡(luò)

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Flash數(shù)據(jù)存儲程序

　　C8051F320芯片與Flash存儲器的通信采用SPI接口方式，數(shù)據(jù)傳輸率為12MHz(位/秒)。本設(shè)計中，C8051F320工作在SPI主機模式，SPI總線的數(shù)據(jù)傳輸都將由C8051F320發(fā)起。首先對SPI相關(guān)SFR SPI0CFG寄存器和SPI0CN寄存器進行配置，使其工作在3線主模式12MHz。通信時首先用GPIO引腳來選擇相應(yīng)的Flash從器件，隨后通過讀取SPIDAT來進行讀寫操作。在使用Flash芯片進行讀寫操作時，首先要確定Flash存儲器的狀態(tài)?？赏ㄟ^寫入D7H命令，讀取狀態(tài)寄存器判斷設(shè)備是否Ready或處于Bus

　　y狀態(tài)。確定狀態(tài)后，可根據(jù)數(shù)據(jù)手冊中的命令格式進行相關(guān)的讀寫以及擦除操作。

　　USB通信程序

　　固件編程是USB設(shè)備開發(fā)過程里的主要工作。固件的主要任務(wù)是初始化單片機和外設(shè)，發(fā)送USB請求，響應(yīng)主機的標(biāo)準設(shè)備請求。根據(jù)設(shè)備的功能分類完成各種數(shù)據(jù)交換請求。初始化編程主要完成USB控制器的初始化、端點初始化，交叉開關(guān)和I/O口初始化、系統(tǒng)時鐘設(shè)置，控制器使能。初始化后，USB設(shè)備可隨時插入主機中，主機將遵循USB協(xié)議對設(shè)備進行識別和初始化。主機識別到設(shè)備之后對設(shè)備進行配置，調(diào)用相應(yīng)的驅(qū)動程序，配上上位機軟件進行相關(guān)通信操作。

　　Silicon lab公司提供了USBXpress的開發(fā)套件。通過使用USBXpress庫，大大簡化了USB固件程序和PC端驅(qū)動程序的開發(fā)。 USBXpress通過一系列函數(shù)實現(xiàn)單片機端的應(yīng)用程序接口(API)。這些函數(shù)封裝了USB協(xié)議的細節(jié)，使得程序開發(fā)人員不需要了解USB的過多細節(jié)即可使用USB進行數(shù)據(jù)通信(見圖3)。

　　圖3 單片機與PC機的USB通信

　　本系統(tǒng)中主要用到了初始化、讀、寫、中斷這四個函數(shù)：

　　初始化USB_Init(0,0xEA61,NULL,NULL,Serial,250,0x80,0x100)函數(shù);塊寫函數(shù)Block_Write();塊讀函數(shù)Block_Read();USB中斷使能函數(shù)。

　　USB的所有處理程序都是通過USB的中斷服務(wù)程序完成的。進入USB中斷后，程序調(diào)用Get_Interrupt_Source()函數(shù)獲得USB中斷的進入原因。然后根據(jù)不同的入口情況，來進行相應(yīng)的處理。比如收到數(shù)據(jù)之后，讀取相應(yīng)的緩沖區(qū)內(nèi)容到內(nèi)存中;收到初始化命令時，復(fù)位單片機內(nèi)的各個狀態(tài)參數(shù)。USB通信流程圖示于圖4。

　　圖4 USB通信流程圖

　　PC機端軟件程序

　　計算機端軟件程序包括兩部分：USB驅(qū)動程序和用戶應(yīng)用程序。

　　USB驅(qū)動程序

　　USB驅(qū)動程序是一個軟件組件，封裝了應(yīng)用程序存取硬件設(shè)備的功能函數(shù)。有些設(shè)備具有相同的屬性，把它們歸為一組標(biāo)準類別，可以定義設(shè)備類規(guī)范作為該類設(shè)備的主機驅(qū)動框架。設(shè)備類驅(qū)動程序使用相似的函數(shù)，處理不同設(shè)備間的通信，這樣使設(shè)備類驅(qū)動程序的開發(fā)可以脫離設(shè)備制造商。

　　USB驅(qū)動程序模型一般分為五層(見圖5)。