基于usb的通用無線傳輸接口設(shè)計

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1、基于USB的通用無線傳輸接口設(shè)計摘要：介紹一種基于Philips公司的32位ARM7T[)MI—s微處理器LPC2210的USB接口設(shè)計，并使用Nordic公司生產(chǎn)的單片射頻收發(fā)芯片nRF2401設(shè)計USB接口的無線通信模塊。闡述該系統(tǒng)的工作原理、硬件構(gòu)成及軟件設(shè)計方案。實現(xiàn)了基于USB接口的無線串行通信。關(guān)鍵詞：無線傳輸LPC2210USBnRF2401CY7C63231引言USB通用串行總線主要用于USB設(shè)備與主機(jī)之間的數(shù)據(jù)通信，特別為USB設(shè)備與USB主機(jī)之間大量的數(shù)據(jù)傳輸提供了高速、可靠的

2、傳輸協(xié)議。射頻通信以其優(yōu)點也應(yīng)用在越來越多的場合。本文所設(shè)計的USB無線串行接口電路由nRF2401單片射頻收發(fā)器、LPC2210微控制器和USB接口芯片組成。本系統(tǒng)充分利用USB口數(shù)據(jù)傳輸功能，設(shè)備連接方便,系統(tǒng)可用于進(jìn)行無線串行數(shù)據(jù)雙向傳輸，在儀器儀表、計算機(jī)遙測遙控系統(tǒng)、家庭網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等中得到了應(yīng)用。1硬件設(shè)計整個硬件設(shè)計分為兩個部分：使用帶并行總線的USB接口器件PDIUSBD12設(shè)計LPC2200的USB接口，其電路圖如圖1所示；使用Cypress公司的USB外圍控制芯片CY7C63231

3、設(shè)計射頻芯片nRF2401的USB接口，其電路圖如圖2所示。兩個部分通過USB口相接，整個硬件設(shè)計系統(tǒng)框圖如圖3所示。圖1中，USB接口芯片采用的是Philips公司的并行USB接口芯片PDlUSBD12，符合通用串行總線(USB)1．1版本規(guī)范。這里以LPC2200微控制器與PDIUSBI)12構(gòu)成USB設(shè)備，PDIUSBD)12連接到LPC2200的硬件原理圖如圖1所示。PDIUSBD12使用LPC2200外部存儲控制的Bank2部分，數(shù)據(jù)地址為0x，命令地址為Ox。RST_USB、SUSP為

4、LPC2200的輸出引腳，PDIUSBD)12中斷信號為中斷輸入信號，且為外部中斷O。C1、C2和X1為PDIUSBD)12提供工作所需的時鐘輸入。發(fā)光二極管GoodLink在正常通信時閃爍。PDIUSBD12的AD0連接到LPC2200的A0，當(dāng)LPC2200在A0引腳輸出l時，表示輸出到PDIUSBD12數(shù)據(jù)總線DO～D7上的數(shù)據(jù)為命令字；當(dāng)A0引腳輸出0時，表示輸出到PDIUSBD)12數(shù)據(jù)總線DO～D7的數(shù)據(jù)為數(shù)據(jù)字。圖2中，CY7C63231是8位RISC微處理器，特別適用在USB嵌入式

5、方面，工作電壓為5V。nRF2401是單片射頻收發(fā)芯片，有四種工作模式：收發(fā)模式、配置模式、空閑模式和關(guān)機(jī)模式。所有配置工作，工作模式選擇和收發(fā)數(shù)據(jù)都是通過CY7C63231的PO引腳控制完成的。用電壓調(diào)整芯片LP2980IM5—3．3產(chǎn)生nRF2401的工作電壓(3．3V)，同時SN74LVC4245產(chǎn)生控制口3．3V和5V的電平轉(zhuǎn)換，使工作在不同電壓的這兩種芯片能正常的相連。2軟件設(shè)計2.1PDIUSBDl2驅(qū)動軟件構(gòu)架為了使驅(qū)動軟件可移植性強(qiáng)、易維護(hù)，采用分層的方法編寫PDIUSBDl2的驅(qū)

6、動程序，圖4為USB驅(qū)動程序軟件分層結(jié)構(gòu)圖。USB驅(qū)動程序軟件包提供給用戶6個API函數(shù)，這6個函數(shù)都在USB應(yīng)用層中定義，功能描述如表1所列。下面以接收和發(fā)送數(shù)據(jù)任務(wù)為例，演示了一個任務(wù)從端點2發(fā)送1024個字節(jié)。部分源代碼如下：#defineRW_NUMS1024／／任務(wù)收發(fā)數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)voidTaskRecl(void*pdata){#ifOS_CRlTICAL_METHOD==3／／為CPU狀態(tài)寄存器分配存儲空間OS_CPU_SRcpu_sr;#endifINT8UBuff[RW_NUMS]

7、；／／接收及發(fā)送緩沖區(qū)INT8Uack=0x01；／／應(yīng)答主機(jī)數(shù)值INT8Uerr；／／函數(shù)返回值pdata=pdata；／／避免編譯器警告for(；；){OSSemPend(TaskReel_Sere，0，&-err)；／／等待TaskStart的命令err=WritePortl(1，＆ack，200)；／／應(yīng)答USB主機(jī)if(err==USB_NO_ERR){／／應(yīng)答正確err=ReadPort2(RW_NUMS，Buff，200)；／／接收數(shù)據(jù)OSTimeDly(1)；／／延時一個時鐘周期i

8、f(err==USB_NO_ERR){／／接收正確Buff[0]=OSPrioCur；／／標(biāo)識該任務(wù)err=WritePort2(RW_NUMS，Buff，200)；／／發(fā)送數(shù)據(jù)}}}}2.2CY軟件設(shè)計USB外圍控制器CY7C63231控制nRF2401射頻芯片，同時與LPC2210微控制器的USB口相連，實現(xiàn)無線數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送。下面以接收無線數(shù)據(jù)為例。主程序UsbTaskLoop，它是一個無限循環(huán)，僅僅在中斷的時候跳出。程序檢測nRF2401的DRl和DR2引腳，當(dāng)DRl上的