下面介绍读写FT245R FIFO操作时序要求。

(1)FT245R FIFO读操作

读操作时序如图2所示。当RXF为低,表示当前FIFO接收缓冲区内有数据,可以执行读操作读取接收缓冲区数据。在RD电平由高变低,FIFO控制器将接收缓冲区中的数据输出到8位数据端口上,MCU此时只需读取I/O口就可以将数据取到内部数据总线上来,再将RD信号拉高完成1字节数据的读取。当将 FIFO接收缓冲区中的数据全部取出后,RXF被拉高表示数据为空。在RXF为高时,禁止从FIFO接收缓冲区读取数据。

基于USB接口的RS485信号模拟器的软硬件设计

(2)FT245R FIFO写操作

写操作时序如图3所示。当TXE为低,表示当前FIFO发送缓冲区空,可以向发送缓冲区写入数据。在WR为高电平时,MCU将8位数据D[0:7]送到并行I/O口上,在WR信号电平由高变低时数据被写入发送缓冲区中。当TXE为高时,表示当前FIFO发送缓冲区已满或者正在写入上一个字节,此时禁止向发送缓冲区中写入任何数据。MCU向FT245R写入数据时应确保TXE为低。

基于USB接口的RS485信号模拟器的软硬件设计

2.2 单片机子系统

单片机子系统包括单片机和上电复位芯片。本设计中采用的单片机是AT89S52。 AT89S52作为系统的中央处理器担负着系统和PC主机的通信、系统内各部件正常工作等重要任务。AT89S52这款单片机内部有看门狗电路,可防止程序陷入“陷阱”或跑飞。为了使单片机上电复位可靠,这里采用专门的复位芯片MAX708。

2.3 RS485接口电路设计

信号经过单片机的UART接口,再经过MAX485转换即构成了RS485通信接口。

2.4 硬件电路图

USB接口可以向外提供电源。USB接口规范规定:可提供电源电压为4.75~5.25 V,低输出功率USB端口最大的输出电流为100mA。信号模拟器所需的供电电压和电流满足USB接口电源指标,因此采用USB接口为信号模拟器提供电源。

编者注:信号模拟器的电路原理图见本刊网站www.mesnet.com.cn。

3 软件设计

软件的设计主要包括单片机程序的设计和PC机终端应用程序的设计。

3.1 单片机程序设计

单片机程序采用C语言编程,程序结构清晰,可读性和可维护性高。

3.1.1 单片机读写FT245R FIFO缓冲区程序

单片机通过P0口来读写FT245R FIFO缓冲区中的数据。P0口作为数据总线,读数据前,须向P0口全写1,这样才能正确读取数据。FT245R FIFO缓冲区读写时序要求如前文所述。MCU读写FT245R缓冲区程序如下:

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