基于PDIUSBD12的無線USB接口收發(fā)器的設計
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1引言
通用串行總線（Universal Serial Bus，USB）為個人計算機外圍設備輸入輸出提供了新的接口標準。他使設備具有快速、熱插拔、即插即用、自動配置的能力，并標準化了設備連接。同時，USB的級聯(lián)星型拓撲結構不僅使得連接外部設備多達127個，還解決了資源沖突、中斷請求、直接數據通道等問題。傳統(tǒng)的收發(fā)器一般以RS232接口與PC機通信，其硬件實現(xiàn)簡單。如果改為USB接口，將使無線/有線收發(fā)器具備USB通信的諸多優(yōu)點。
PDIUSBD12是一個完全符合USB11規(guī)范，性能優(yōu)化的USB器件，通常用于基于微控制器的系統(tǒng)，并與微控制器通過高速通用并行接口進行通信，也支持本地DMA傳輸。該器件采用模塊化的方法實現(xiàn)一個USB接口。允許在眾多可用的微控制器中選擇最合適的作為系統(tǒng)微控制器。允許使用現(xiàn)存的體系結構并使固件投資減到最小。這種靈活性減少了開發(fā)時間、風險和成本，是開發(fā)低成本且高效的USB外圍設備解決方案的一種最快途徑。
根據現(xiàn)場實際情況，選用TDX230RTMD電臺及配套天線，該產品可提供語音或數據信號的透明傳輸，能適應各種點對點、點對多點的無線數據通信方式，具有收發(fā)一體、安裝方便、使用簡單、性價比高、穩(wěn)定可靠等特點，廣泛用于各種數據的遠程采集、控制系統(tǒng)之中。
結合上述兩種技術的優(yōu)點，設計了一種無線USB接口收發(fā)器，可進行遠距離數據的無線傳輸。
2硬件電路設計
本文設計的無線USB接口收發(fā)器的硬件電路總體框圖如圖1所示。
Philips公司的PDIUSBD12芯片符合USB1.1規(guī)范，采用28腳SO或TSSOP封裝，可以在3.3±0.3 Ｖ或3.6～5.5 Ｖ兩種電壓下工作，內部集成SIE、320 B的FIFO緩存、收發(fā)器以及電壓調整電路和終結電阻器，提供2 MB/s速率的并行接口，具有全自治本地DM A功能，芯片提供的多重中斷模式有利于批量和等時數據傳輸模式。芯片還提供了可編程時鐘、上電復位和低電壓復位電路。芯片提供了雙倍的輸入輸出緩沖，在批量模式達到1MB/s數據傳輸率，同步模式也可達到1 MB/s數據傳輸率。
微控制器MCU采用Atmel公司的
圖2所示是采用了1個
3軟件部分設計
軟件設計主要包括兩部分：一是USB設備端的單片機軟件，主要完成USB協(xié)議處理與數據交換，以及其他應用功能程序。二是上位管理機端的程序，由USB通信程序和用戶服務程序通過USB通信程序與系統(tǒng)的設備接口通信，由系統(tǒng)完成USB協(xié)議的處理與數據傳輸。
3.1單片機方面軟件設計
單片機控制程序由三部分組成：初始化單片機和所有的外圍電路（包括PDIUSBD12）；主循環(huán)部分，其任務是可中斷的；讀寫中斷服務程序，其任務是對時間敏感的，必須馬上執(zhí)行。
單片機和PDIUSBD12通信主要是靠單片機給PDIUSBD12發(fā)命令和數據實現(xiàn)的。PDIUSBD12的命令字可以分為三種：初始化命令字、數據流命令字和通用命令字。PDIUSBD12給出了各種命令的代碼和地址，單片機先給PDIUSBD12的命令地址發(fā)命令，根據不同命令的要求再發(fā)送和讀出不同的數據。因此，可以編寫不同功能的函數，用函數實現(xiàn)各個命令，之后直接調用函數即可。
后臺D12中斷服務程序和模塊式無線數傳收發(fā)模塊中斷服務程序與前臺主循環(huán)程序之間的數據交換，通過事件標志和數據緩沖區(qū)來實現(xiàn)。后臺中斷服務程序由中斷觸發(fā)，通過標志位與主模塊通信。主模塊循環(huán)掃描各標志位，對相應的標志位做出處理。例如，模塊式無線數傳收發(fā)模塊接收到有效數據后，送入串口觸發(fā)串口中斷，進入模塊式無線數傳收發(fā)模塊中斷服務程序，將數據接收后放入數據緩沖區(qū)，然后設置UART_DATA標志，退出子模塊。主模塊查詢到UART_DATA被置位，則調用writendpoint（）程序將數據發(fā)往PC。
根據USB協(xié)議，任何傳輸都是由主機開始的，這樣
3.2主機方面軟件設計
上位機的程序主要調用4個API函數。根據上位機對USB端口的使用情況，用Delphi調用這4個函數就可以實現(xiàn)上位機對USB端口的操作。
Philips為用戶提供了D12的驅動程序，但是用戶需要根據自己的要求更改inf文件，然后在Windows DDK中重新編譯連接生成新的驅動程序，以滿足實際應用的需要。
在編寫主機應用程序時要注意對主終端的操作，應該在程序中將數據緩存加大，Philips提供的驅動程序支持64 B~64 kB的緩存，這樣可以有效減少設備和主機的握手時間，提高傳輸速度。程序編譯時，需要注意保持編譯的路徑。
4結語
本文結合USB接口和無線通信兩種技術的優(yōu)點，應用在多點測溫控制系統(tǒng)中，為PC和智能儀器之間提供了一種快速方便的數據交換方式。
采用對單片微處理器直接擴展USB接口技術，連接簡單，控制方便。隨著USB技術的不斷發(fā)展，USB也會和串口一樣獲得廣泛的應用。
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