VB6．0環(huán)境下基于USB的虛擬串口通訊實(shí)現(xiàn)

摘要：以FTDI公司的FT232BL芯片為核心設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了基于USB接口的計(jì)算機(jī)與單片機(jī)之間的虛擬串口通訊。單片機(jī)采用Philips公司P89系列單片機(jī)，完成數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)。計(jì)算機(jī)在Windows環(huán)境下利用MSComm通訊控件實(shí)現(xiàn)上位機(jī)與下位機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳輸。在此提出了PC機(jī)對虛擬串口的自動(dòng)識(shí)別方法，并提供了程序的源代碼。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，用虛擬串口實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)與單片機(jī)之間的USB通信，具有速度快，軟件實(shí)現(xiàn)簡單等優(yōu)點(diǎn)。
關(guān)鍵詞：VB6．0；USB口；FT232BL；虛擬串口

0 引言
數(shù)據(jù)傳輸是現(xiàn)代通訊過程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，在數(shù)據(jù)傳輸過程中，不僅要求數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確率要高，而且要求速度快、連接方便。傳統(tǒng)的RS 232串口通訊和并口通訊都存在傳輸速度低、擴(kuò)展性差、安裝麻煩等缺點(diǎn)，而基于USB接口的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)能夠較好地解決這些問題。目前，USB接口以其傳輸速率高、即插即用、支持熱插拔等優(yōu)點(diǎn)，逐步成為PC機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)接口。
本文中的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)采用了USB接口進(jìn)行上位機(jī)與下位機(jī)之間的數(shù)據(jù)通訊。下位機(jī)采用Philips公司P89系列單片機(jī)，完成數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)。上位機(jī)通過VB6．0編程，實(shí)現(xiàn)上位機(jī)與下位機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳輸。

1 數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)
系統(tǒng)的硬件部分主要包括2部分：上位機(jī)端和下位機(jī)端。上位機(jī)采用PC機(jī)或筆記本電腦，操作系統(tǒng)為Windows XP，實(shí)現(xiàn)上位機(jī)和下位機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳輸、顯示、處理、存儲(chǔ)及查詢功能。系統(tǒng)的下位機(jī)采用philips公司P89系列單片機(jī)，完成數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)。下位機(jī)為一個(gè)手持的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)儀，由USB轉(zhuǎn)串口數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊、TTL轉(zhuǎn)RS 422總線模塊、中央處理模塊、顯示模塊、存儲(chǔ)模塊、電源模塊等組成。上位機(jī)與下位機(jī)的連接利用PC機(jī)自帶的USB接口，原理框圖如圖1所示。

把數(shù)據(jù)記錄卡插入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)儀內(nèi)，可把卡內(nèi)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存到存儲(chǔ)模塊。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)儀通過USB口與PC機(jī)連接，把所存數(shù)據(jù)傳輸?shù)缴衔粰C(jī)，上位機(jī)對數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示、處理及存儲(chǔ)。
系統(tǒng)采用FTDI公司的FT232BL芯片作為USB轉(zhuǎn)串口模塊，可以和單片機(jī)的內(nèi)置串口直接連接，使單片機(jī)通過USB口和PC機(jī)通訊。芯片一方面可以接收從PC機(jī)發(fā)來的USB數(shù)據(jù)，并將其轉(zhuǎn)換為串行I／O數(shù)據(jù)格式發(fā)送給單片機(jī)串口；另一方面可把單片機(jī)從串口發(fā)出的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為USB的數(shù)據(jù)格式傳回PC機(jī)。與其他USB接口芯片相比，用FT232BL芯片進(jìn)行USB外設(shè)開發(fā)，只需熟悉單片機(jī)編程及簡單的VC或VB編程，而無需考慮固件設(shè)計(jì)以及驅(qū)動(dòng)程序的編寫，從而能大大縮短USB外設(shè)產(chǎn)品的開發(fā)周期。

2 硬件電路設(shè)計(jì)
2．1 FT232BL芯片簡介
FT232BL內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2所示，主要由USB收發(fā)器、串行接口引擎(SIE)、USB協(xié)議引擎、通用異步收發(fā)(UART)先進(jìn)先出(FIFO)控制器和通用異步收發(fā)(UART)轉(zhuǎn)換器等構(gòu)成。USB收發(fā)器提供USB1．1／2．0全速物理接口到USB總線；串行接口引擎主要用于完成USB數(shù)據(jù)的串／并雙向轉(zhuǎn)換，并按照USB2．0規(guī)范來完成USB數(shù)據(jù)流的位填充／位反填充，以及循環(huán)冗余校驗(yàn)碼(CRC5／CRC16)的產(chǎn)生和檢錯(cuò)；USB協(xié)議引擎管理來自USB設(shè)備控制端口的數(shù)據(jù)流；通用異步收發(fā)(UART)先進(jìn)先出(FIFO)控制器處理收發(fā)通道緩沖與通用異步收發(fā)(UART)寄存器之間的數(shù)據(jù)傳遞。

通用異步收發(fā)器(UART)實(shí)現(xiàn)與單片機(jī)(如P89V51RD2)的串行接口，通過TXD，RXD，GND3根數(shù)據(jù)線分別與單片機(jī)的RXD，TXD，GND相連，完成與單片機(jī)的數(shù)據(jù)交換。FT232BL內(nèi)含2個(gè)數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，一個(gè)是128 B的發(fā)送緩沖區(qū)，另一個(gè)是384 B的接收緩沖區(qū)。它們均用于USB數(shù)據(jù)與串行I／O數(shù)據(jù)的交換緩沖區(qū)。
另外，F(xiàn)T232BL還包括1個(gè)內(nèi)置的3．3 V穩(wěn)壓器，1個(gè)6 MHz的振蕩器、8倍頻的時(shí)鐘倍頻器、USB鎖相環(huán)和電擦除只讀存儲(chǔ)器接口。