USB2.0接口设计

本设计选用符合USB2.0规范的CP2102芯片构建系统与PC的通信接口。

CP2102是USB-UART桥接芯片。该电路内置USB2.0全速功能控制器、USB收发器、晶体振荡器、EEPROM及异步串行数据总线,支持调制解调器全功能信号,无需任何外部的USB器件。其功能强大,采用MLP-28封装,尺寸仅为5mm×5mm,占用空间非常小,非常适合大数据量处理与传输电路系统的设计与应用。

实际应用中,系统只需使用CP2102基本的输入/输出数据线与复位信号线。其接口原理如图2所示。

系统启动时, 单片机RB1端口发送一低电平至CP2102复位端,芯片复位,然后保持复位端高电平,CP2102正常工作。

图2 USB2.0接口电路图

由于CP2102内部的透明设计,数据通信时,可以不必构建CP2102与单片机的握手信号;CP2102数据线直接与单片机1#USART模块的接收移位寄存器(RSR)和发送移位寄存器(TSR)相连。CP2102数据线上一旦出现待发送的数据,该数据会自动移入单片机接收移位寄存器;同样,单片机发送数据时,发送移位寄存器中的数据直接移至CP2102的数据线(即USB接口数据线)上。

程序设计中,系统不断检测单片机接收中断标志位RCIF1,一旦USART异步接收器的移位寄存器RSR接收到CP2102数据线上发送的停止位,RSR寄存器就将已接收的8位数据装载到接收寄存器(RCREG1)中。系统发送数据时,前次装入发送缓冲器(TXREG1)的数据的停止位P发送出去后,TXREG1缓冲器中的数据(软件装入)就被载入TSR寄存器中,TXREG1缓冲器就为空状态,同时发送中断标志位TXIF被置1。TSR将待发送数据逐位移至CP2102数据线,完成系统与CP2102 USB模块的数据传输。

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