用4BIT OTP單片機(jī)實現(xiàn)USB/PS2 MOUSE的設(shè)計

SH69P04的功能及特點

圖1　
如圖1, SH69P04集成了USB SIE, 支持USB和PS2端口復(fù)用。 內(nèi)建1.5K可控上拉電阻為用戶節(jié)約成本, 并能建立和PC穩(wěn)定的通訊。 專門為MOUSE設(shè)計的I/O端口。 雙CLOCK系統(tǒng)使IC耗電更少, 輕易滿足USB-IF對SUSPEND電流的要求。 8K16 BIT的OTP ROM, 方便用戶開發(fā)。 最大可支持408 的LCD顯示或31個I/O, 滿足用戶的各種應(yīng)用。 另外還內(nèi)建Watch Dog, Low Power Detect功能。

1. USB和PS2端口共用

　　通過寄存器實現(xiàn)USB端口和PS2端口的切換

　
PS2PU = 1: 如果PS2IS = 1, 則內(nèi)部PS2專用上拉電阻起作用。當(dāng)需要使用USB端口時, 只要讓PS2IS = 0即能關(guān)閉PS2端口及其上拉電阻。

2. 1.5KΩ可控上拉電阻

　　如圖2, 有了這個1.5KΩ可控上拉電阻一方面可以節(jié)約成本, 另一方面可以實現(xiàn)軟開關(guān), 確保PC認(rèn)出DEVICE。

　　當(dāng)USB DEVICE和PC相連后由于內(nèi)部1.5KΩ上拉電阻并未打開, 所以PC不認(rèn)為有新的設(shè)備連接。 在打開上拉電阻前用戶可以放心的完成程序初始化及其它客戶程序, 而不必?fù)?dān)心需要及時響應(yīng)USB總線上的信號。 這是因為如果沒有可控的上拉電阻而是直接外加, 那么當(dāng)DEVICE和PC相連后, PC馬上就會知道有新的設(shè)備連接, 在一定時間后就會向DEVICE發(fā)送信號, 如果DEVICE連續(xù)幾次通訊失敗的話, PC就認(rèn)為該DEVICE出錯而不會再和它通訊。

　　另外結(jié)合Watch Dog可以進(jìn)一步確保DEVICE的連接。 用戶可以事先計算一下整個USB初始化過程所需的時間, 并設(shè)置Watch Dog。 萬一USB初始化出錯就可以產(chǎn)生Watch Dog Reset, 1.5KΩ上拉就被關(guān)閉, 程序重新開始。 PC就會認(rèn)為DEVICE有了一次插拔動作。程序死鎖也可以用這種方法來解決。

　　 圖 3
3. 專為MOUSE設(shè)計的I/O端口
如圖3, 原理分析時Q1.1和Q1.3是輸出方波。 實際上由于Photo Transistors是采用光敏三極管, 當(dāng)光柵轉(zhuǎn)動時, 光敏三極管受到的光線也是連續(xù)變化的, 所以輸出的波形也是連續(xù)變化的。 又因為光柵無法完全阻隔光線, 所以會產(chǎn)生一個OFFSET電平。 實際波形如圖4。

　　圖中VIH表示一旦輸入電平高于VIH, 那么MCU就認(rèn)為是高電平。 VIL表示一旦輸入電平低于VIL, 那么MCU就認(rèn)為是低電平。 在圖4所示的這種狀態(tài)下MCU可以很方便的讀到光柵轉(zhuǎn)動的情況。 但是由于干擾或者元器件老化等原因造成OFFSET電平發(fā)生變化, 使得輸入信號的電平無法和VIH、VIL相交(如圖5), MCU就會認(rèn)為輸入的信號一直為高或一直為低。

　　SH69P04為每一個MOUSE的端口提供三檔下拉電阻(如圖4)來控制OFFSET電平。 通過寄存器來選擇下拉電阻的阻值, 用以解決由于OFFSET電平的變化而引起的錯誤。