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      USB總線接口芯片CH371及其應用

      時間:2024-09-13 02:44:10 理工畢業論文 我要投稿
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      USB總線接口芯片CH371及其應用

      摘要:CH371是一種新型USB通用總線接口芯片。利用該芯片可在不了解任何USB協議或固件程序甚至驅動程序的情況下,輕松地將并口或串口產品升級到USB接口。文中介紹了該接口芯片的主要特點和引腳功能,給出了CH371與其它總線進行接口的幾種應用電路,同時給出了CH371與MCS-51單片機的接口程序。

      1 引言

      CH371是一種USB總線通用接口芯片。該芯片具有8位數據總線以及讀、寫、片選控制線和中斷輸出,可以方便地掛接到單片機、DSP、MCU等控制器的系統總線上;在計算機系統中,通過CH371的配套軟件可提供簡潔易用的操作接口,從而使其與本地端的單片機通訊就如同讀寫硬盤中的文件一樣簡單。由于CH371屏蔽了USB通訊中的所有協議,因而可在計算機應用層與本地端控制器之間提供端對端的連接。在不需要了解任何USB協議或者固件程序甚于驅動程序的情況下,就可輕松地將并口、串口產品升級到USB接口。

      CH371的主要特點如下:

      ●屏蔽了USB協議,可在計算機應用層與本地端之間實現端對端的連接。

      ●具有單向數據流和請求加應答兩種通訊模式,并支持偽中斷。

      ●可自動完成USB配置過程,完全不需要本地端控制器作任何處理。

      ●采用標準的USB1.1接口,即插即用,D 引腳內置上接電阻。

      ●內置4個端點,支持USB的控制傳輸、批量傳輸、中斷傳輸。

      ●帶有通用Windows驅動程序,可提供設備級接口和應用層接口。

      ●具有通用本地8位數據總線,可用4線控制讀選通、寫選通、片選輸入和中斷輸出。

      ●占用16個地址,可選擇直接地址方式或者復用地址方式。

      ●內置輸入輸出緩沖區,能以中斷方式通知本地端控制器傳輸數據。

      ●內置I2C主接口,因而應用層可以直接讀寫外掛的I2C從設備。

      ●在主控方式下可以提供16根據輸入信號線或12根獨立控制的輸出信號線。

      ●內置上電復位電路,可提供高電平有效復位輸出和低電平有效復位輸出。

      ●內含可選的看門狗電路Watch-Dog,能為本地端控制器提供監控。

      ●具有DIP28、SOP28、DIP24、CHIP等多種封裝形式。

      2 引腳功能

      CH371的引腳排列如圖1所示,表1所列是其引腳功能。

      表1 CH371的引腳功能

      28腳封裝
      的引腳號24腳封裝
      的引腳號引腳名稱類 型

      引 腳 說 明

      2824VCC電源電源正端129GND電源接地1411XI輸入晶體振蕩輸入端,帶偏置電阻1310XO輸出晶體振蕩反相輸出端107D 雙向USB D 數據線,內置上拉電阻可控118D-雙向USB D-數據線96OFF輸入用于關閉D 上位電阻,高有效,帶下拉22151912D7D0雙向8位雙向數據總線,帶上拉,可直接輸入和獨立控制輸出44RD輸入讀選通輸入,低有效,帶上拉,同時用于看門狗的清除輸入33WR輸入寫選通輸入,低有效,帶上拉2723CS輸入片選輸入,低有效,帶下拉22ALE輸入地址鎖存使能,高有效,帶上拉,在下降沿可鎖存數據總線的復用地址11INT輸出中斷輸出,傳輸成功,低有效585部分支持A3A0雙向4位地址輸入線,帶上拉,可直接輸入和獨立控制輸出2421SCL輸出I2C接口時鐘線2320SDA雙向I2C接口數據線,開漏輸出,帶上拉2522RST輸出上電復位和看門狗復位,高有效26不支持RST輸出上電復位和看門狗復位,低有效

      3 應用

      3.1 與USB總線的連接

      圖2是CH371與USB總線的接口連接電路,CH371芯片可以直接使用USB總線的5V電源。電容C3和C4用于電源退耦;將電阻R1和R2串接在CH371與USB總線之間可進行阻抗匹配;晶振X1、電容C1和C2用于CH371芯片的時鐘振蕩電路。CH371芯片的SCL和SDA信號線可以直接連接I2C接口的從設備,如連接24COX器件以用來存儲系統斷電后不能丟失的重要數據,也可以存儲身份識別數據、記費數據等,由于24COX中的數據只有計算機應用層才能夠存取。

      3.2 與單片機的接口電路

      CH371芯片具有通用的被動并行接口,可以直接連接多種單片機、DSP和MCU。圖3所示是CH371與MCS-51系列單片機的接口電路,CH371可通過D7~D0、RD、WR、CS、ALE直接掛接到AT89C51的系統總線上。連接ALE而不連接A3~A0則采用復用地址方式,連接A3~A0而不連接ALE則采用直接地址方式。當采用復用地址方式時,CH371的A3~A0腳空閑,此時可以參考主控方式將A3~A0用于LED驅動或狀態輸入等;當采用直接地址方式時,應該將CH371芯片的ALE引腳懸空或者接高電平,然后通過A3~A0直接輸入地址。該電路中,CH371可向AT89C51提供上電復位信號RST。CH3

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