基于CY7C68013A的USB通信程序開發(fā)設計
摘要:USB總線(Universal Setial Bus通用串行總線)是用來連接外圍設備與計算機的新式接口,文中給出了利用CY7C68013芯片上所集成的I2C控制器來控制USB設備上數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶崿F(xiàn)方法。該方法同時利用NI公司的LabVIEW來對上位機進行編程,而對USB設備則采用控制傳輸方式,這樣同時保證了傳輸速度和數(shù)據(jù)的正確性。
關鍵詞:USB通用串行總線;CY7C68013A;Inter-Integrated Circuil;LabVIEW
0 引言
CY7C68013中集成有增強的8051微控制器及I2C兼容控制器,其傳輸速率可達100 kHz或400kHz。LabVIEW是一種以圖形化語言為基礎設計虛擬儀器的軟件,LabVIEW采用圖形模式的結構框圖來構建程序代碼,LabVIEW程序由數(shù)據(jù)流驅動,數(shù)據(jù)流控制著程序的執(zhí)行順序。LabVIEW功能強大,它帶有可擴展函數(shù)庫和子程序庫的通用程序設計系統(tǒng),它的VISA(Virtual InstrumentSoftware Architecture)是一個用來與各種儀器總線進行通訊的高級應用編程接口(API),且不受平臺、總線和環(huán)境的限制。
I2C (Inter-Integrated Circuit)總線是由飛利浦公司開發(fā)的兩線式串行總線,主要用于連接微控制器及其外圍設備。它由數(shù)據(jù)線SDA和時鐘SCL構成,用于發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。其最主要的優(yōu)點是簡單和有效。
一般情況下,一個完整的USB通信系統(tǒng)的軟件通常需要上位機程序、驅動程序和固件程序三個部分。
1 上位機程序開發(fā)
采用NI公司的LabvIEW實現(xiàn)上位機程序開發(fā),開發(fā)時可采用控制傳輸方式??刂苽鬏斨惺褂煤瘮?shù)“VISA打開”來打開指定的USB設備,而“VISA USB控制輸出”函數(shù)則用來完成定義請求0xBl,它可將“寫入緩沖區(qū)”中的數(shù)據(jù)寫入FPGA寄存器。使用函數(shù)“VISA USB控制輸入”來完成自定義請求0xB2,并將FPGA寄存器中的數(shù)據(jù)讀回到“讀取緩沖區(qū)”中。其程序框圖如圖1所示。
波形設置上位機程序時,可利用子VI產生彈出窗口的功能來實現(xiàn)程序通道的設置,而通過事件結構、case結構、循環(huán)結構則可實現(xiàn)任意波形產生的子VI;通過case結構可實現(xiàn)六種基本波形設置的子VI設計。
2 驅動程序開發(fā)
設計時可采用NI公司的VISA來開發(fā)驅動程序。當進行USB通信時,VISA提供兩類函數(shù)供LabVIEW調用,即USB INSTR設備與USB RAW設備。 USB INSTR設備是符合USBTMC協(xié)議的USB設備,使用USB INSTR類函數(shù)控制時,其通信無需配置NI-VISA;而USB RAW設備則是指除了明確符合USBTMC規(guī)格的儀器之外的任何USB設備,通信時都要配置NI-VISA。配置NI-VISA的詳細步驟和過程可參考NI官方網(wǎng)站上免費提供的文檔《使用NI-VISA控制USB設備》。
3 固件程序開發(fā)
構成建構所需要修改的文件大約有五個。其中Fw.c為USB固件程序的主文件,為了實現(xiàn)控制傳輸,需要修改該文件:其一是要聲明用來響應自定義設備請求的兩個函數(shù),其二是設置自定義設備請求的響應部分。
Periph.c首先要設置初始化函數(shù)TD_Init(void),并應設置與EPOBUF有關的寄存器、CPU的時鐘頻率以及與I2C相關的寄存器:其次還要定義用來響應自定義設備請求的函數(shù)。
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