SPCE061A单片机在USB通讯中的应用

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增大字体作者：佚名来源：本站整理发布时间：2009-01-10 22:30:10

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USB(Universal Serial Bus)是通用串行总线。最初USB是由Compaq、Digital、IBM、Intel、Microsoft、NEC以及Northern Telecom(北方电信公司)七家公司共同开发的一种新的外设连接技术。诸家公司联合提出这一新型总线，是为了解决PC机外围设备的拥挤和提高设备的传输速度。目前普遍采用的USB1．1主要应用在中低速外部设备上，它提供的传输速度有低速1．5Mbps和全速 12Mbps两种。扣除用于总线状态、控制和错误监测等的数据传输，USB的最大理论传输速率仍达1.2Mb/s或9.6Mb/s，远高于一般的串行总线接口。现有的USB外设有：数字照相机、音箱、游戏杆、调制解调器、键盘、鼠标、扫描仪、打印机、光驱、软驱等。1998年后随着微软在Windows98中内置了对USB接口的支持模块，加上 USB设备的日渐增多，USB逐步走进了实用阶段、以惊人的速度发展。

由于现在市面上新出一款单片机SPCE061A，它非常有特色。本文主要介绍，利用SPCE061A和USB接口芯片PDIUSBD12来开发USB设备。SPCE061A单片机由台湾凌阳公司制造，SPCE061A单片机款式新颖，而且性价比极高。 SPCE061A在2.6V~3.6V工作电压范围内的工作速度范围为0.32MHz~49.152MHz；2K字SRAM和32K字FLASH仅占一页存储空间；32位可编程的多功能I/O端口；两个16位定时器/计数器；低电压复位/监测功能；8通道10位模/数转换输入功能并具有内置自动增益控制功能的麦克风输入方式；双通道10位DAC方式的音频输出功能；指令系统提供具有较高运算速度的16位×16位的乘法运算指令和内积运算指令，为其应用增添了DSP功能.....。较高的处理速度使SPCE061A能够非常容易地、快速地处理复杂的数字信号。开发数字声音和语音识别产品，选择SPCE061A是一种最经济的选择。

本文所设计的USB设备系统的功能比较简单，它主要实现SPCE061A与PC机之间的简单通讯，是SPCE061A单片机的一种基本应用。这篇文章的主要目的是希望能够给读者起抛砖引玉的作用,开发者可以在这个基础上修改程序，轻松实现USB设备系统开发。本文所设计的系统具有三种简单功能：1.检测USB外设是否连接成功。 2.通过点击PC端的应用软件上的按钮，可以点亮或熄灭与SPCE061A单片机IO口相连的LED灯。3.应用软件发送任意字符串到SPCE061A，SPCE061A接受、回送字符串，应用软件接受到字符串时，能够将它显示出来。

4.1系统组成

本USB通讯系统，主要由凌阳十六位单片机SPCE061A，Philips公司的USB接口芯片PDIUSBD12组成，系统框图如图3.10所示。

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这个系统的基本工作流程为：PC端应用软件，发送ID0（为了使主机和设备方能同步，该系统定义了三个握手ID：ID0,ID1,ID2。）给PDIUSBD12，PDIUSBD12接收数据，产生中断通知SPCE061A单片机读取数据。SPCE061A如果读取的数据为ID0，那么发送ID0给PDIUSBD12；PC机端应用软件发送完数据后，读取外设发送的数据，如果读到的数据为ID0,那么弹出一个提示框，提示USB外设连接成功。此后PC机端的应用软件和USB外设之间的通讯都是通过ID来进行的。

4.2硬件设计

系统电路原理图如图3.11所示。其中PDIUSBD12用作实现PC机与SPCE061A单片机进行通信的高速通用并行接口。USB协议层的相关通讯协议通过PDIUSBD12来实现，它由硬件实现不需要固件的参与。SPCE061A单片机的主要作用：1.windows系统配置、枚举USB外设时，SPCE061A发送、接收相关的USB设备信息。2. windows系统配置、枚举USB外设成功后，根据接收到的ID,进行相应的操作，起控制作用。

SPCE061A内嵌32K的FLASH的存储空间、14个中断源,它在2.6~3.6V的工作电压范围内的工作速率范围为0.32MHz～49MHz，这使得它有较高的速率和存储空间来应付USB通讯。单片机SPCE061A与PDIUSBD12之间通讯采用中断方式，数据交换主要是靠SPCE061A单片机给PDIUSBD12发命令和数据来实现的。

PDIUSBD12通过这种方式来识别命令和数据：在ALE信号的下降沿时锁定地址，如果是奇地址，那么它接收的是命令；如果是偶地址，那么它发送或接收的是数据。PDIUSBD12的中断寄存器只要不为0,它的中断输出引脚（INT_N）就保持低电平，所以系统初始化时可将SPCE061A单片机的外部中断（下降沿触发）引脚IOB2设置为带上拉电阻输入。当PDIUSBD12的中断寄存器由零变为非零时，马上触发SPCE061A的外部中断，SPCE061A单片机在中断处理时，读取PDIUSBD12芯片的状态寄存器以清除中断寄存器中对应位，使得中断引脚变为高电平。这样使得SPCE061A可以在退出中断后，可随时响应外部中断。

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