基于CH371的USB接口在便攜式無線抄表系統(tǒng)的應(yīng)用

1、基于ch371的usb接口在便攜式無線抄表系統(tǒng)的應(yīng)用 (universal serial bus通用串行)是由intel，compaq，digital，ibm, microsoft，nec，northern telecom七家世界聞名的計(jì)算機(jī)和通信公司共同推出的新一代總線接口標(biāo)準(zhǔn)。作為一種pc機(jī)與外設(shè)之間的高速通信接口,usb具有銜接靈便、可熱插拔、一種接口適合多種設(shè)備、速度高(usb1.1協(xié)議支持12mbps,usb2.0協(xié)議支持480mbps)、自動(dòng)配置、無需定位及運(yùn)行安裝程序、可為外設(shè)提供電源、低功耗、低成本、牢靠性高等優(yōu)點(diǎn)，因而在數(shù)碼相機(jī)、便攜式儀器、便攜式存儲(chǔ)設(shè)備等產(chǎn)品中廣泛應(yīng)用。但

2、是，usb接口的開發(fā)普通要求設(shè)計(jì)人員對(duì)usb的標(biāo)準(zhǔn)、firmware(固件)編程及驅(qū)動(dòng)程序的編寫等有較深化的理解，因此限制了普通的對(duì) usb接口產(chǎn)品的開發(fā)用法;我們?cè)诒銛y式無線抄表系統(tǒng)中用法的usb接口芯片ch371，用法容易、性能卓越，價(jià)格低廉，只要認(rèn)識(shí)編程及容易的vb 或vc應(yīng)用程序編程，使普通的硬件工程師在極短的周期內(nèi)就能很簡單地開發(fā)出相應(yīng)的usb產(chǎn)品。圖1示出了無線抄表與管理系統(tǒng)的原理框圖。圖1 無線抄表與管理系統(tǒng)的原理框圖2 usb總線的通用接口芯片ch371簡介ch371是usb總線的通用接口芯片。2所示，在本地端，ch371具有8位數(shù)據(jù)總線和讀、寫、片選控制線以及中斷輸出，可以便

3、利地掛接到單片機(jī)、等控制器的系統(tǒng)總線上;在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，ch371的配套軟件提供了簡潔易用的操作接口，與本地端的單片機(jī)通信就猶如讀寫硬盤中的文件。ch371屏蔽了usb通信中的全部協(xié)議，在計(jì)算機(jī)應(yīng)用層與本地端控制器之間提供端對(duì)端的銜接?；赾h371，不需要了解任何usb協(xié)議或者固件程序甚至驅(qū)動(dòng)程序，就可以輕松地將并口、串口的產(chǎn)品升級(jí)到usb接口。圖2 ch371芯片原理圖它具有以下特點(diǎn):(1) 屏蔽usb協(xié)議，在計(jì)算機(jī)應(yīng)用層與本地端之間提供端對(duì)端的銜接;(2) 兩種通信模式:單向數(shù)據(jù)流模式、哀求加應(yīng)答模式，支持偽中斷;(3) 自動(dòng)完成usb配置過程，徹低不需要本地端控制器作任何處理;(4)

4、標(biāo)準(zhǔn)的usb v1.1接口，即插即用，d+引腳內(nèi)置上拉;(5) 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;(6) 通用windows驅(qū)動(dòng)程序，提供設(shè)備級(jí)接口和應(yīng)用層接口;(7) 通用的本地8位數(shù)據(jù)總線，4線控制:讀選通、寫選通、片選輸入、中斷輸出;(8) 占用16個(gè)地址，可選挺直地址方式或者復(fù)用地址方式;(9) 內(nèi)置輸入輸出緩沖區(qū)，以中斷方式通知本地端控制器傳輸數(shù)據(jù);(10) 內(nèi)置硬件實(shí)現(xiàn)的i2c主接口，應(yīng)用層可以挺直讀寫外掛的i2c從設(shè)備;(11) 在主控方式下可以提供16根輸入信號(hào)線或者12根自立控制的輸出信號(hào)線;(12) 內(nèi)置上電復(fù)位，提供高電平有效復(fù)位輸出和低電平有效復(fù)位

5、輸出;(13) 內(nèi)置可選的watch-dog，為本地端控制器提供監(jiān)控。3 ch371在基于單片機(jī)的無線抄表儀中的硬件接口設(shè)計(jì)圖3示出的是ch371與mcu的硬件接口簡圖，因此對(duì)mcu at89c52的硬件銜接比較簡略，主要是在該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，如晶振的挑選銜接以及復(fù)位電路等沒有什么特別的要求，而ch371的復(fù)位徹低可以采納單片機(jī)復(fù)位電路產(chǎn)生的復(fù)位信號(hào)。帶i2c接口的串行eeprom 24c01的作用是用于存儲(chǔ)產(chǎn)品的vid、pid、設(shè)備序列號(hào)等信息，只要地址不相同就可以掛接多片帶i2c接口的外圍芯片，用戶可以利用提供的動(dòng)態(tài)銜接庫的函數(shù)十分便利地完成對(duì)串行eeprom的讀出和寫入相應(yīng)的信息。固然系統(tǒng)

6、設(shè)計(jì)中也可以沒有eeprom，ch371將用法默認(rèn)的vid、pid、產(chǎn)品描述符和電源描述符，并且沒有設(shè)備的序列號(hào)。圖3 ch371與mcu的硬件接口簡圖需要注重的是，最好在usb1和4之間跨接一個(gè)100f電解和一個(gè)0.1f獨(dú)石或瓷片電容;12mhz的晶振的外殼最好接地;阻抗匹配電阻在80"150之間即可。4 信息傳輸軟件實(shí)現(xiàn)流程(1) 下位機(jī)數(shù)據(jù)上傳子程序流程簡圖4所示。圖4 數(shù)據(jù)上傳子程序流程圖(2) 下位機(jī)中斷服務(wù)程序流程圖5所示。圖5 下位機(jī)中斷服務(wù)程序流程圖(3) 計(jì)算機(jī)應(yīng)用層的程序在計(jì)算機(jī)上裝載winchiphead 提供的ch371的通用驅(qū)動(dòng)程序后，我們不必再考慮usb通信協(xié)議、固件程序、驅(qū)動(dòng)程序、自動(dòng)配置過程和底層數(shù)據(jù)傳輸過程，只需要按照提供的動(dòng)態(tài)銜接庫的接口函數(shù)，用vb或vc編制自己的應(yīng)用程序即可。5 結(jié)束語從目前的實(shí)際應(yīng)用來