第3章人机对话与数据通信

1、周鹏周鹏 安徽工程大学电气工程学院电科教研室安徽工程大学电气工程学院电科教研室第三章第三章 人机对话与数据通信人机对话与数据通信键盘键盘LCD显示器显示器触摸屏技术触摸屏技术串行总线数据通信串行总线数据通信PTR2000无线数据传输无线数据传输周鹏周鹏 安徽工程大学电气工程学院电科教研室安徽工程大学电气工程学院电科教研室3.1 键盘 键盘的种类：键盘上闭合键的识别是由专用硬件实现键盘的种类：键盘上闭合键的识别是由专用硬件实现的，称为的，称为编码键盘编码键盘，靠软件实现的称为，靠软件实现的称为非编码键盘非编码键盘。 键盘的接口必须解决下列的一些问题：键盘的接口必须解决下列的一些问题： （1）决定

2、是否有键按下；）决定是否有键按下； （2）如有键按下，决定是哪一个键被按下；）如有键按下，决定是哪一个键被按下； （3）确定被按键的读数；）确定被按键的读数；（4 4）反弹跳）反弹跳按键抖动的消除。按键抖动的消除。 （5 5）处理同时按键既同时有一个以上的按键。）处理同时按键既同时有一个以上的按键。周鹏周鹏 安徽工程大学电气工程学院电科教研室安徽工程大学电气工程学院电科教研室一、一、 非编码键盘非编码键盘1. 独立连接式非编码键盘独立连接式非编码键盘P接口+5V10k*4周鹏周鹏 安徽工程大学电气工程学院电科教研室安徽工程大学电气工程学院电科教研室2.2.矩阵式非编码键盘矩阵式非编码键盘识别按

3、键的方法识别按键的方法行扫描法行扫描法线反转法线反转法行线x2x1x0y0y1y2y3列线0489512376AB10K*3+5V行行 码码 列列 码码0键：键：1 1 0 1 1 1 0 1键：键：1 1 0 1 1 0 1 2键：键：1 1 0 1 0 1 1 3键：键：1 1 0 0 1 1 1 4键：键：1 0 1 1 1 1 0 5键：键：1 0 1 1 1 0 1 A键：键：0 1 1 1 0 1 1 周鹏周鹏 安徽工程大学电气工程学院电科教研室安徽工程大学电气工程学院电科教研室线反转法线反转法并并 行行 接接 口口11010000+5V+5V并并 行行 接接 口口11011011

4、+5V+5V周鹏周鹏 安徽工程大学电气工程学院电科教研室安徽工程大学电气工程学院电科教研室P2.7P2.0WRRDALEP08031CEIO/MWRRDALED0D7PA7PA0PC0PC1PC2PC3+5V 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 315.1K4+5V1K20FRESET8155PA6PA5PA4PA3PA2PA1非编码键盘接口非编码键盘接口周鹏周鹏 安徽工程大学电气工程学院电科教研室安徽工程大学电气工程学院电科教研室二、二、 键盘信号的获取方法有三种

5、：键盘信号的获取方法有三种： 程序扫描法程序扫描法 中断扫描法中断扫描法 定时中断法定时中断法键盘监控程序设计方法有：键盘监控程序设计方法有： 直接分析法直接分析法 状态矩阵法状态矩阵法三、三、 编码键盘编码键盘 编码键盘的基本任务是识别按键，提供按键读数，一个高编码键盘的基本任务是识别按键，提供按键读数，一个高质量的编码键盘还应具有反弹跳、处理同时按键等功能质量的编码键盘还应具有反弹跳、处理同时按键等功能. . 静态编码器静态编码器普通编码器如普通编码器如74148 可编程键盘可编程键盘/显示接口显示接口 如如8279 周鹏周鹏 安徽工程大学电气工程学院电科教研室安徽工程大学电气工程学院电科

6、教研室 静态式编码器接口静态式编码器接口11101234567101112131234897674148EIA0A1A2A2A1A0A0A1A2键键01234567000011 110011001101010101a）接口电路b）真值表周鹏周鹏 安徽工程大学电气工程学院电科教研室安徽工程大学电气工程学院电科教研室D0D1D2D3D4 D5D6D7P0.0P0.1P0.2P0.3P0.4 P0.5P0.6P0.7ALEP2.7RDINT18051RL7RL6RL5RL4RL3RL2RL1RL0CLKA0WRRDIRQ74LS373RESETSHIFTCNTL20F+5V2KSL0SL1SL282

7、7974LS138Y0Y7VCC+5V1514131211109876543210BIC8708dpBIC8708+5Vfgc edba B0B1B2B3A0A1A2A3CSWR周鹏周鹏 安徽工程大学电气工程学院电科教研室安徽工程大学电气工程学院电科教研室3.2 3.2 数码显示技术数码显示技术 液晶显示是一种功耗极低的被动式显示器件。液晶显示是一种功耗极低的被动式显示器件。其优点为：工作电流比其优点为：工作电流比LED小几个数量级，小几个数量级，尺寸小，厚度约为尺寸小，厚度约为LED的的1/3等。等。vLCD的驱动方式的驱动方式:驱动方式由电极引线的选择驱动方式由电极引线的选择确定。既确定。

8、既LCD选定后，其驱动方式也就随之选定后，其驱动方式也就随之确定了。确定了。静态驱动静态驱动迭加驱动迭加驱动(时分驱动时分驱动)一、一、 LCD数码显示数码显示Liquid Crystal Display周鹏周鹏 安徽工程大学电气工程学院电科教研室安徽工程大学电气工程学院电科教研室七段七段LCDLCD显示器显示器 静态驱动方式静态驱动方式 VA 1=1LCDABC不显示显 示VB VC VA-VC 迭加驱动方式迭加驱动方式: 迭加驱动方式通常采用电压平均法。其占空比有迭加驱动方式通常采用电压平均法。其占空比有1/2、1/8、1/12、1/16、1/32、1/64等，偏比有等，偏比有1/2、1/

9、3、1/5、1/7、1/9等。等。 周鹏周鹏 安徽工程大学电气工程学院电科教研室安徽工程大学电气工程学院电科教研室硬件译码的硬件译码的LCD驱动接口驱动接口-ICM7211-ICM7211 七位宽驱动器七位宽锁存器可编程4/7译码器七位宽驱动器七位宽锁存器可编程4/7译码器七位宽驱动器七位宽锁存器可编程4/7译码器七位宽驱动器七位宽锁存器可编程4/7译码器4位锁存使能2位锁存使能2/4译码器1oneshot振荡器128使能检测器背光板驱动器BP输入/输出输入数据DS1DS2振荡器输入CS1CS2第4位段输出第3位段输出第2位段输出第1位段输出周鹏周鹏 安徽工程大学电气工程学院电科教研室安徽工程

10、大学电气工程学院电科教研室ICM7211AM与8031单片机的接口 BP ICM7211D0 D1 D2 D3 DS1 DS2 CS1 CS2=1 =1=1=1P1.1P1.2P1.3P1.4P0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P2.7WR单单片片机机周鹏周鹏 安徽工程大学电气工程学院电科教研室安徽工程大学电气工程学院电科教研室二、字符式二、字符式LCDLCD显示器显示器 LCM-512-01A点阵字符式液晶显示模块点阵字符式液晶显示模块: : 自带驱动自带驱动IC和液晶显示控制和液晶显示控制IC。该模块上的控制器是。该模块上的控制器是H HD44780内部有字符发生器和显示数据存

11、储器，可显示内部有字符发生器和显示数据存储器，可显示96个个ASCII字符和字符和92个特殊字符。个特殊字符。 控控制制器器LCD 显显 示示 屏屏驱驱 动动 器器 ER/WRSDB0DB7VDDVOVSS周鹏周鹏 安徽工程大学电气工程学院电科教研室安徽工程大学电气工程学院电科教研室（一）、（一）、 模块各管脚的功能为：模块各管脚的功能为： Vss： 地线输入端。地线输入端。 VDD： +5V电源输入端。电源输入端。 Vo： 液晶显示面板亮度调节，通过液晶显示面板亮度调节，通过1020K的电阻接到的电阻接到+5V和地之间起调节亮度的作用。图和地之间起调节亮度的作用。图3-13所示为所示为Vo的

12、接法。的接法。 RS： 寄存器选择信号输入线。当其为低电平时，选通指寄存器选择信号输入线。当其为低电平时，选通指令寄存器；为高电平时选通数据寄存器。令寄存器；为高电平时选通数据寄存器。 R/W： 读读/写信号输入线。低电平为写入，高电平为读出。写信号输入线。低电平为写入，高电平为读出。 E： 使能信号输入线。读状态下，高电平有效；写状态使能信号输入线。读状态下，高电平有效；写状态下，下降沿有效。下，下降沿有效。 (14) D0D7： 数据总线。可以选择数据总线。可以选择4位总线或位总线或8位总线操位总线操作，选择作，选择4位总线操作时使用位总线操作时使用D4D7。 周鹏周鹏 安徽工程大学电气工

13、程学院电科教研室安徽工程大学电气工程学院电科教研室（二）、（二）、HD44780指令集指令集1.清显示命令清显示命令: 0 0 0 0 0 0 0 1(执行时间执行时间1.64ms) 2.光标返回命令光标返回命令: 0 0 0 0 0 0 1 *(执行时间执行时间1.64ms) 3 .输入方式输入方式: 0 0 0 0 0 1 I/D S(执行时间执行时间40s) 设置光标、显示画面移动的方向。设置光标、显示画面移动的方向。I/D=1，AC自动加自动加1，光标右移一个字符位。光标右移一个字符位。S=0无效，无效，S=1有效。有效。 4.显示开关控制显示开关控制: 0 0 0 0 1 D C B

14、其中其中:D=1时开显示时开显示;D=0时关显示时关显示 C=1时光标显示时光标显示;C=0时光标消失时光标消失B=1为闪烁启用为闪烁启用;B=0时闪烁关闭时闪烁关闭5.光标、显示画面移动光标、显示画面移动： 0 0 0 1 S/C R/L * * 其中：其中：S/C=1为显示画面位移；为显示画面位移；S/C=0为光标位移为光标位移 R/L=1为右移；为右移；R/L=0为左移为左移 6.功能设置功能设置: 0 0 1 DL N F * *其中其中:DL=1表示数据总线有效位长为表示数据总线有效位长为8位位;DL=0表总线为表总线为4位位.N=1表示字符行为两行表示字符行为两行;N=0表示字符行

15、为一行表示字符行为一行. F=1表示字体为表示字体为510点阵点阵;F=0为为57点阵点阵. (. (高高4 4有效有效) )周鹏周鹏 安徽工程大学电气工程学院电科教研室安徽工程大学电气工程学院电科教研室7.CGRAM地址设置地址设置: 0 1 A5 A4 A3 A2 A1 A08.DDRAM地址设置地址设置: 1 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A09.读读BF及及AC值值: BF AC6 AC5 AC4 AC3 AC2 AC1 AC010.写数据写数据 。11.读数据。读数据。 P0.00.780C31373138+DB70R/WRSERDWR周鹏周鹏 安徽工程大学电气工程学院电科教研

16、室安徽工程大学电气工程学院电科教研室三、三、 图形式图形式LCDLCD显示器显示器 （一）、（一）、MGLS-19264模块的内部电路结构模块的内部电路结构61203A 19264点 61202 61202 61202VccGND Vo/CSA DB07 /CSB D/I R/W E 6464 64 64 周鹏周鹏 安徽工程大学电气工程学院电科教研室安徽工程大学电气工程学院电科教研室（二）、引出线的功能（二）、引出线的功能 1 VCC：模块：模块+5V电源输入端。电源输入端。 2 GND：地线输入端。：地线输入端。 3 VO： 显示亮度调节。显示亮度调节。 4CSA、CSB：芯片选择控制。其值

17、为：芯片选择控制。其值为00时选通时选通HD61202（1），即选择左屏有效；值为），即选择左屏有效；值为01时选通时选通HD61202（2），即），即选择中屏有效；值为选择中屏有效；值为10时选通时选通HD61202（3），对应的选择），对应的选择右屏有效。右屏有效。 5D/I：数据、指令选择。：数据、指令选择。D/I=1时进行数据操作；时进行数据操作；D/I=0时时写指令或读状态。写指令或读状态。 6R/W：读写选择信号。：读写选择信号。R/W=1为读选通；为读选通；R/W=0为写选为写选通。通。 7E：读写使能信号。在：读写使能信号。在E的下降沿，数据被写入的下降沿，数据被写入HD612

18、02；在在E高电平期间，数据被读出。高电平期间，数据被读出。 8DB0DB7：数据总线。：数据总线。周鹏周鹏 安徽工程大学电气工程学院电科教研室安徽工程大学电气工程学院电科教研室（三）、（三）、HD61202HD61202显示显示RAMRAM的地址结构的地址结构 PAGE0DB0 DB7 PAGE1DB0 DB7 PAGE7DB0 DB7 PAGE6DB0 DB7X=0X=1X=6X=7ROW1 ROW8ROW9 ROW16ROW49 ROW56ROW57 ROW64 Y address0 1 2 3 61 62 63周鹏周鹏 安徽工程大学电气工程学院电科教研室安徽工程大学电气工程学院电科教研

19、室（四）、（四）、HD61202HD61202的指令系统的指令系统 1.显示开显示开/关指令关指令DB0=1时时显示显示RAM内容内容 2.显示起始行设置显示起始行设置 3.页设置指令页设置指令 4.列地址设置指令列地址设置指令 5.读状态指令读状态指令BUSY=1表忙表忙; ON/OFF=1显示显示关闭关闭; RESET=1复位状态复位状态 . 6.写数据指令写数据指令 7.读数据指令读数据指令 R/W D/I B7 B6 B5 B4 B3 B2 B1 B0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1/0 0 0 1 1 显示起始行(0-63) 0 0 1 0 1 1 1 页号 0 0 0 1

20、显示列地址 1 1 BUSY 0 ON/OFF RESET 0 0 0 0 0 1 写数据 1 1 显示数据读周鹏周鹏 安徽工程大学电气工程学院电科教研室安徽工程大学电气工程学院电科教研室（五）、直接访问方式接口电路（五）、直接访问方式接口电路80C31373 10KP0.0P0.7 DB0DB7 RD WR P2.7 P2.6-5VD/IR/WVCCV0E/CSA/CSBA0A1周鹏周鹏 安徽工程大学电气工程学院电科教研室安徽工程大学电气工程学院电科教研室3.3 触摸屏简介触摸屏简介 一、触摸屏的类型一、触摸屏的类型 1.按触摸屏的结构进行分类按触摸屏的结构进行分类 嵌入式嵌入式(内置式内置

21、式)结构结构 外挂式外挂式 2.按触摸屏的检测手段进行分类按触摸屏的检测手段进行分类 红外式红外式 电阻式电阻式 电容式电容式 表面声波式表面声波式周鹏周鹏 安徽工程大学电气工程学院电科教研室安徽工程大学电气工程学院电科教研室电阻触摸屏电阻触摸屏电阻触摸屏的主要部分是一块多层的复合电阻薄膜电阻触摸屏的主要部分是一块多层的复合电阻薄膜.它最大的特点是不怕油污，灰尘，水。电阻触摸屏它最大的特点是不怕油污，灰尘，水。电阻触摸屏共同的缺点是因为复合薄膜的外层采用塑胶材料共同的缺点是因为复合薄膜的外层采用塑胶材料, ,不知道的人太用力或使用锐器触摸可能划伤整个不知道的人太用力或使用锐器触摸可能划伤整个

22、触摸屏而导致报废。常用在触摸屏而导致报废。常用在PDAPDA等手持设备或其它等手持设备或其它. .周鹏周鹏 安徽工程大学电气工程学院电科教研室安徽工程大学电气工程学院电科教研室 红外触摸屏红外触摸屏以光束阻断技术为基本原理，不需要以光束阻断技术为基本原理，不需要在原来的显示器表面覆盖任何材料在原来的显示器表面覆盖任何材料. .其主要优点是其主要优点是价价格低廉、安装方便、可以用在各档次的计算机上。格低廉、安装方便、可以用在各档次的计算机上。缺点缺点: :发光二极管寿命比较短，影响了整个触摸屏的发光二极管寿命比较短，影响了整个触摸屏的寿命寿命; ;红外线触摸屏由于依靠感应红外线运作，红外线触摸屏

23、由于依靠感应红外线运作，外界外界光线变化会影响光线变化会影响其准确性其准确性, ,且红外线触摸屏不防水不且红外线触摸屏不防水不防污物，甚至非常细小的外来物体也会导致误差，防污物，甚至非常细小的外来物体也会导致误差，影响性能。影响性能。近来红外触摸技术有较大突破近来红外触摸技术有较大突破. .主要应用主要应用在较大尺寸上在较大尺寸上. . 周鹏周鹏 安徽工程大学电气工程学院电科教研室安徽工程大学电气工程学院电科教研室 电容屏电容屏在原理上把人体当作一个电容器元件的一个在原理上把人体当作一个电容器元件的一个电极使用，是利用人体的电流感应进行工作的电极使用，是利用人体的电流感应进行工作的. . 电容

24、电容式触摸屏是众多触摸屏中最可靠、最精确的一种式触摸屏是众多触摸屏中最可靠、最精确的一种, ,但但价钱也是众多触摸屏中最昂贵的一种。价钱也是众多触摸屏中最昂贵的一种。缺点是反光严缺点是反光严重重, ,最大缺点是漂移最大缺点是漂移. . 周鹏周鹏 安徽工程大学电气工程学院电科教研室安徽工程大学电气工程学院电科教研室 表面声波触摸屏表面声波触摸屏是众多触摸屏中较可靠、较精确的一是众多触摸屏中较可靠、较精确的一种且其价格比适中，是现时触摸屏市场很畅销的产品。种且其价格比适中，是现时触摸屏市场很畅销的产品。它具有低辐射、不耀眼、不怕震、抗干扰强等特点；它具有低辐射、不耀眼、不怕震、抗干扰强等特点；抗抗

25、刮伤性良好，不受温度、湿度等环境因素影响，刮伤性良好，不受温度、湿度等环境因素影响，寿命长寿命长透光率高，能保持清晰透亮的图像质量；透光率高，能保持清晰透亮的图像质量；没有漂移，只没有漂移，只需安装时一次校正；有第三轴（即压力轴）响应。需安装时一次校正；有第三轴（即压力轴）响应。 灰尘、油污等对其表面影响较大。灰尘、油污等对其表面影响较大。 周鹏周鹏 安徽工程大学电气工程学院电科教研室安徽工程大学电气工程学院电科教研室性能性能类别类别红外红外四线四线电阻电阻电容电容表面表面声波声波五线五线电阻电阻价格价格低低低低高高高高较高较高清晰清晰度度 字符图字符图象模糊象模糊字符图字符图象模糊象模糊很好

26、很好较好较好透光透光率率100%100%90%90%90%90%98%98%95%95%色彩色彩失真失真 有有有有 周鹏周鹏 安徽工程大学电气工程学院电科教研室安徽工程大学电气工程学院电科教研室分辨分辨率率10001000* *72072040964096* *4096409640964096* *4096409640964096* *4096409640964096* *40409696防刮防刮擦擦 主要缺陷主要缺陷一般，怕一般，怕硬物敲击硬物敲击非常好且非常好且不怕硬物不怕硬物一般，一般，怕锐器怕锐器野蛮野蛮使用使用外框易碎外框易碎差差一般一般不怕不怕好但锐好但锐器器反应反应速度速度50-

27、300ms50-300ms10-20ms10-20ms15-24ms15-24ms10ms10ms10ms10ms材料材料塑料框架塑料框架或或透光外壳透光外壳多层玻璃或多层玻璃或塑料复合膜塑料复合膜四层复合膜四层复合膜纯玻璃纯玻璃多层玻多层玻璃或塑璃或塑料复合料复合膜膜多点多点触摸触摸左上角左上角中心点中心点中心点中心点智能判断智能判断中心点中心点周鹏周鹏 安徽工程大学电气工程学院电科教研室安徽工程大学电气工程学院电科教研室 ADS7843ADS7843是一个内置是一个内置1212位模数转换、低导通电阻位模数转换、低导通电阻模拟开关的串行接口芯片。模拟开关的串行接口芯片。 周鹏周鹏 安徽工程大

28、学电气工程学院电科教研室安徽工程大学电气工程学院电科教研室周鹏周鹏 安徽工程大学电气工程学院电科教研室安徽工程大学电气工程学院电科教研室3.4 3.4 串行总线数据通讯串行总线数据通讯 一、一、RS-232CRS-232C总线标准及应用总线标准及应用引脚号信号名称方 向信 号 功 能1DCDPC机仪器PC机收到远程信号（载波检测）2RXDPC机仪器PC机接收数据3TXDPC机仪器PC机发送数据4DTR PC机仪器PC机准备就绪5GND- 信号地6DSRPC机仪器仪器准备就绪7RTSPC机仪器PC机请求发送数据8CTSPC机仪器仪器已切换到接收状态（清除发送）9RIPC机仪器通知PC机，线路正常

29、（振铃指示）周鹏周鹏 安徽工程大学电气工程学院电科教研室安徽工程大学电气工程学院电科教研室电平转换芯片介绍电平转换芯片介绍 (1)驱动器的输出电平驱动器的输出电平 逻辑逻辑0：+5V+15V； 逻辑逻辑1：-5V-5V -1-15V (2)接收器的输入检测电平接收器的输入检测电平 逻辑逻辑0：+3V ； 逻辑逻辑1：- -3V RS-232C使用的是负逻辑。使用的是负逻辑。 TXDRXDRXDTXDT1INR1OUTT1OUTR2OUTR2INT2OUTR2OUTT2IN11611610610610610696967676868680318031MAX232AMAX232A周鹏周鹏 安徽工程大

30、学电气工程学院电科教研室安徽工程大学电气工程学院电科教研室二、二、RS-422/485RS-422/485标准总线及其应用标准总线及其应用 RS-449RS-449与与RS-232CRS-232C的主要差别是信号的传输方式不同。的主要差别是信号的传输方式不同。RS-449RS-449接口是利用信号导线之间的电位差，可在接口是利用信号导线之间的电位差，可在1200m1200m的双绞线上进的双绞线上进行数字通信，速率可达行数字通信，速率可达90kb/s90kb/s。由于。由于RS-449RS-449系统用平衡信号系统用平衡信号差电路传输高速信号，所以噪声低，又可以多点或者使用公差电路传输高速信号，

31、所以噪声低，又可以多点或者使用公用线通信。用线通信。 RS-422RS-422是是RS-449RS-449标准的子集，规定了电气方面的要求。标准的子集，规定了电气方面的要求。 RS-422ARS-422A的传输率最大为的传输率最大为10Mb/s10Mb/s，在此速率下，电缆允许长度，在此速率下，电缆允许长度为为120m120m。如果采用较低传输速率，如。如果采用较低传输速率，如90kb/s90kb/s，最大距离可达，最大距离可达1200m1200m。 RS-485RS-485是是RS-422ARS-422A的变形。的变形。RS-422ARS-422A为全双工，可同时发送和为全双工，可同时发送和

32、接收；接收；RS-485RS-485则为半双工，在某一时刻，一个发送另一个接则为半双工，在某一时刻，一个发送另一个接收。收。 周鹏周鹏 安徽工程大学电气工程学院电科教研室安徽工程大学电气工程学院电科教研室RS-232CRS-232C、RS-422ARS-422A、RS485RS485性能比较性能比较 接接 口口性性 能能RS- -232CRS- -422ARS- -485操作方式操作方式单端单端差动方式差动方式差动方式差动方式最大距离最大距离/ /m15(24kb/s)1200(100kb/s)1200(100kb/s)最大速率最大速率200kb/s10Mb/s10Mb/s最大驱动器数目最大驱

33、动器数目1132最大接收器数目最大接收器数目11032接收灵敏度接收灵敏度3V200mV200mV驱动器输出阻抗驱动器输出阻抗30060k120k接收器负载阻抗接收器负载阻抗37 7k4k12k负载阻抗负载阻抗37 7k10060 对共用点电压范围对共用点电压范围/ / V2525-0.25+6+6-71212周鹏周鹏 安徽工程大学电气工程学院电科教研室安徽工程大学电气工程学院电科教研室三、三、USBUSB通用串行总线及应用通用串行总线及应用“Universal Serial Bus”Universal Serial Bus” vUSB具有如下一些特点：具有如下一些特点： USB接口统一了各种

34、接口设备的连接头，接口统一了各种接口设备的连接头， 即插即用（即插即用（plug-and-play），并能自动检测与配置系统的），并能自动检测与配置系统的资源。资源。 具有具有“热插拨热插拨“（hot attach &detach）的特性。）的特性。 USB最多可以连接最多可以连接127个接口设备。个接口设备。 USB1.1的接口设备采用两种不同的速度：的接口设备采用两种不同的速度： 12Mbps（全速）（全速）和和1.5Mbps（慢速）。（慢速）。 USB 2.0的传输速度最高可达到的传输速度最高可达到480Mbps，也即是，也即是480Mbit/s. .周鹏周鹏 安徽工程大学电气工

35、程学院电科教研室安徽工程大学电气工程学院电科教研室（一）（一）USB基本特性基本特性 USB采用四线电缆，其中两根是用来传送数据采用四线电缆，其中两根是用来传送数据的串行通道，另两根为下游设备提供电源的串行通道，另两根为下游设备提供电源 .VBUSDGNDD+VBUSD+DGND周鹏周鹏 安徽工程大学电气工程学院电科教研室安徽工程大学电气工程学院电科教研室 USB系统的基本构架可以分为三个主要的部分：系统的基本构架可以分为三个主要的部分：USB主机控制器主机控制器/根集线器；根集线器； USB集线器；集线器； USB设备设备。主机主机根集线器根集线器Hub端口端口USB设备设备Hub周鹏周鹏

36、安徽工程大学电气工程学院电科教研室安徽工程大学电气工程学院电科教研室（二）（二）USBUSB的传输的传输 1传输基础传输基础v配置通信配置通信 v应用通信应用通信 v管理总线上的数据管理总线上的数据 vPC到到PC的通信的通信 2 设备端点设备端点 3 连接设备到主机（设备列举）连接设备到主机（设备列举） 4 传输类型传输类型控制传输控制传输 中断传输中断传输 批量传输批量传输等时传输等时传输 周鹏周鹏 安徽工程大学电气工程学院电科教研室安徽工程大学电气工程学院电科教研室（三）主机如何通信（三）主机如何通信 分层驱动分层驱动 驱动程序的选择驱动程序的选择 应应 用用 程程 序序Win32子系统

37、子系统硬件设备驱动程序硬件设备驱动程序总线驱动程序总线驱动程序硬硬 件件Win32 API调用函数调用函数I/O请求封包（请求封包（IRP）I/O请求封包（请求封包（IRP）硬件特定接口硬件特定接口用户用户模式模式核心核心模式模式 USB的通信中使用的阶层式驱动程序的通信中使用的阶层式驱动程序周鹏周鹏 安徽工程大学电气工程学院电科教研室安徽工程大学电气工程学院电科教研室（四）（四）USBUSB接口器件及应用接口器件及应用 USB专用接口芯片专用接口芯片PDIUSBD12的主要特点：的主要特点：高性能高性能USB USB 接口器件集成了接口器件集成了SIE FIFO SIE FIFO 存储器收发

38、器以及电存储器收发器以及电压调整器压调整器 。可与任何外部微控制器可与任何外部微控制器/ /微处理实现高速并行接口，微处理实现高速并行接口，2M 2M 字字节节/ /秒秒 。完全自治的直接内存存取完全自治的直接内存存取DMA DMA 操作操作 。集成集成320 320 字节多结构字节多结构FIFO FIFO 存储器存储器 。主端点的双缓冲配置增加了数据吞吐量并轻松实现实时数主端点的双缓冲配置增加了数据吞吐量并轻松实现实时数据传输据传输 。在批量模式和同步模式下均可实现在批量模式和同步模式下均可实现1M 1M 字节字节/ /秒的数据传输秒的数据传输速率速率 。具有良好具有良好EMI EMI 特性

39、的总线供电能力特性的总线供电能力 。 周鹏周鹏 安徽工程大学电气工程学院电科教研室安徽工程大学电气工程学院电科教研室 在挂起时可控制在挂起时可控制LazyClock LazyClock 输出输出 。 可通过软件控制与可通过软件控制与USB USB 的连接的连接 。 采用采用GoodLink GoodLink 技术的连接指示器技术的连接指示器, ,在通讯时使在通讯时使LED LED 闪烁闪烁 。 可编程的时钟频率输出可编程的时钟频率输出 。 符合符合ACPI OnNOW ACPI OnNOW 和和USB USB 电源管理的要求电源管理的要求 。 内部上电复位和低电压复位电路内部上电复位和低电压复

40、位电路 。 高于高于8kV 8kV 的在片静电防护电路减少了额外元件的费用的在片静电防护电路减少了额外元件的费用 。 多中断模式实现批量和同步传输多中断模式实现批量和同步传输 。 双电源操作双电源操作3.33.30.3V 0.3V 或扩展的或扩展的5V 5V 电源电源, ,范围为范围为3.63.65.5V5.5V 。周鹏周鹏 安徽工程大学电气工程学院电科教研室安徽工程大学电气工程学院电科教研室PDIUSBD12PDIUSBD12的引脚的引脚 功能功能（1）DATA07：双向数据位。双向数据位。（2）ALE：地址锁存使能。下降沿：地址锁存使能。下降沿 关闭地址信息锁存。关闭地址信息锁存。（3）C

41、S-N：片选。低电平有效。片选。低电平有效。（4）SUSPEND：器件处于挂起状态。器件处于挂起状态。（5）CLKOUT：可编程时钟输出。可编程时钟输出。（6）INT-N：中断。低电平有效。：中断。低电平有效。（7）RD-N：读选通。低电平有效。读选通。低电平有效。（8）WR-N：写选通。低电平有效。：写选通。低电平有效。（9）DMREQ：DMA请求。请求。周鹏周鹏 安徽工程大学电气工程学院电科教研室安徽工程大学电气工程学院电科教研室（10）DMACK：DMA应答。低电平有效。应答。低电平有效。（11）EOT-N：DMA传输结束。低电平有效。传输结束。低电平有效。EOT-ND仅当仅当DMACK

42、-N和和RD-N或或WR-N一起激活时才有效。一起激活时才有效。（12）RESET-N：复位。低电平有效且不同步。片内上电复位电复位。低电平有效且不同步。片内上电复位电路，该管脚可固定接路，该管脚可固定接VCC。（13）GL-N：GoodLink LED指示器。低有效。指示器。低有效。（14）XTAL1，XTAL2：晶振连接端。如果采用外部时钟信号取晶振连接端。如果采用外部时钟信号取代晶振，可连接代晶振，可连接XTAL1，XTAL2应当悬空。应当悬空。（15）D+，D-：USB D+和和D-数据线。数据线。（16）VOUT3.3：3.3V调整输出。要使器件工作在调整输出。要使器件工作在3.3V

43、，对，对VCC和和VOUT3.3脚都提供脚都提供3.3V。（17）A0：地址位。地址位。A0=0，选择命令指令；，选择命令指令；A0=1，选择数据。，选择数据。该位在多路地址该位在多路地址/数据总线配置时可忽略，应将其接高电平。数据总线配置时可忽略，应将其接高电平。 周鹏周鹏 安徽工程大学电气工程学院电科教研室安徽工程大学电气工程学院电科教研室C968pFR818R+/-1%D12XTAL2R101MD12DPR410KC80.1uF/D12INTC320pF/GOODLNK+ C64.7uF16V 33MHzX2R718R+/-1%+C11.0uF16VD12XTAL1R14470RUSBD

44、PD4D7D12DM/D12RDD2USBDMVCCC120.1uFD0J4UP_CONN12345VBUSD-D+GNDSHIELDU3P89CRD2HBA1312373839181920717164036353433323130P3.3P3.2P0.2P0.1P0.0X2X1VSSP1.6P3.7P3.6VCCP0.3P0.4P0.5P0.6P0.7_EAALE+ C111.0uF16V+3V3U1PDIUSBD1212345678910111213141516171819202122232425262728DATA0DATA1DATA2DATA3GNDDATA4DATA5DATA6DAT

45、A7ALECS_NSUSPENDCLKOUTINT_NRD_NWR_NDMREQDMACK_NEOT_NRESET_NGL_NXTAL1XTAL2VCCD-D+VOUT3.3A0D3C7470pFC220pFR91M/D12WRC1022pFVCCD6D12SUSPD 6MHzX1+3V3D1D12ALE/D12CSD12A0D1LED_GREEND5PDIUSBD12与微控制器的接口与微控制器的接口 周鹏周鹏 安徽工程大学电气工程学院电科教研室安徽工程大学电气工程学院电科教研室基于基于CY7C68001的的USB接口设计接口设计 基于基于CY7C68001芯片实现芯片实现USB2.0接口，工

46、作在高速接口，工作在高速（480 Mbps）或全速（）或全速（12 Mbps）模式下）模式下 。 CY7C68001作为作为DSP的外设，采用异步存储器接口与其的外设，采用异步存储器接口与其相连接。该芯片支持相连接。该芯片支持4个可配置端点，这个可配置端点，这4个端点共享一个个端点共享一个4 KB FIFO空间；支持控制节点空间；支持控制节点0，用于处理，用于处理USB传输的申请；传输的申请；拥有拥有8位或位或16位外部主控制器接口，该接口可实现包括位外部主控制器接口，该接口可实现包括DSP在在内的多数标准微处理器连接，并可设为同步或异步接口内的多数标准微处理器连接，并可设为同步或异步接口（F

47、IFO的读写和通常的外围的读写和通常的外围I/O寄存器的访问相同，并可通寄存器的访问相同，并可通过过EPXPKTL ENH寄存器中的寄存器中的WRODWIDE位设置为位设置为8位或位或16位接口）。位接口）。周鹏周鹏 安徽工程大学电气工程学院电科教研室安徽工程大学电气工程学院电科教研室周鹏周鹏 安徽工程大学电气工程学院电科教研室安徽工程大学电气工程学院电科教研室CY7C68001与与DSP的接口如图所示：的接口如图所示：周鹏周鹏 安徽工程大学电气工程学院电科教研室安徽工程大学电气工程学院电科教研室 CY7C68001具有两个外部接口：具有两个外部接口： 命令接口：用来访问命令接口：用来访问CY

48、768001寄存器、寄存器、Endpoint0缓冲器及缓冲器及描述表；描述表； FIFO数据接口：用来访问数据接口：用来访问4个个1K字节的字节的FIFO中的数据。中的数据。 CY7C68001 EZ-USB SX2有三个地址引脚，用来选择有三个地址引脚，用来选择FIFOs或者指令接口。地址选择符合下列表格，或者指令接口。地址选择符合下列表格，FIFO 地址分地址分配设置如表所示：配设置如表所示：周鹏周鹏 安徽工程大学电气工程学院电科教研室安徽工程大学电气工程学院电科教研室表表 地址分配表地址分配表访问空间类型FIFOADR2:0FIF02000FIF04001FIF06010FIF08011命令口100保留101保留110保留111周鹏周鹏 安徽工程大学电气工程学院电科教研室安徽工程大学电气工程学院电科教研室 CY7C68001除了存储器接口外，还有除了存储器接口外，还有1个中断信号个中断信号USBINT#和和4个状态信号（个状态信号（READY、FLAGA、FLAGB和和FLAGC）。中断信号）。中断信号USBINT#占用占用DSP的外部中断的外部中断XINT1#，状态信号状态信号READY、FLAGA、FLAGB和和FLAGC配置在配置在DSP的的USB/UART状态寄存器（状