摘要：通用串行总线（usb）作为一种计算机与外围设备连接的标准接口，具有即插即用、外展方便和传输速度快等优点。文中给出一种基于sip1581型微控制器的usb2.0接口实现方案，同时给出它的软硬件设计方法。

    关键词：通用串行总线 接口电路 固件 驱动程序

    1 引言

    通用串行总线（usb）是近年来开发的一种串行总线标准，主要用于pc与外围设备的互联。usb总线具有使用简单、即插即用、易于扩展和传输速度快等优点。其协议主要有usb1.1和usb2.0二个版本，usb1.1的传输速率最高可以达到12mb/s，usb2.0最高可以达到480mb/s，因此可以满足大部分数据的传输需要。

    目前，用于usb接口的电路主要有二类：一类是带usb接口的微控制器（如cypress公司的ezusb，intel公司的8x931等）；另一类是纯粹的usb接口电路，它需要一个外部微控制器（如national semiconductor公司的usbn9602，philips公司的pdiusbd12和isp1581等）。通常在开发usb设备之间必须根据具体要求选用合适的usb接口电路，以降低开发成本,减少开发时间。

    本文给出一种以philips公司的isp1581型接口电路作为usb接口，以ti公司的tms320f2812型dsp作为微控制器的usb2.0接口实现方案和系统软硬件设计方法。

    图1

    2 isp1581简介

    isp1581是philips公司推出的一款高性价比的usb2.0接口电路。它完全遵循它完全遵循usb2.0规范,支持7个in端点,7个out端点和一个固定控制in/out端点。isp1581支持sub2.0的自检工作模式和usb1.1的返回工作模式，可以在高速或全速条件下正常运行。内部集成有串行接口引擎（sie）、pie、8kb的fifo存储器、数据收发器、pll的12mhz晶体振荡器和3.3v的电压调整器。该电路可直接与ata/atapi外设相连，并具有高速dma接口。同时，可通过软件控制与usb总线的连接（softconnect），isp1581内部具有上电复位电路，支持3.3v和5v二种电源工作方式。

    isp1581与外部微控制器的通信主要通过一个高速通用并行接口来实现。它与微控制器的连接有二种模式：断开总线模式和通用处理器工作模式。在断开总线模式下，ad[7：0]为多路复用的8位地址/数据总线，data[15：0]为单独的dma数据总线；在通用处理器工作模式下，ad[7：0]为单独的8位地址线，data[15：0]为16位控制器数据总线，此时，dma将多路复用到data[15：0]控制器的数据总线上。isp1581适合pda、存储器类、通讯设备类、数码相机类、复印机类和扫描仪类等大多数usb设备类的设计。

    3 硬件电路设计

    由tms320f2812（以下简称f2812）和isp1581构成的usb2.0接口电路如图1所示。f2812是ti公司的c2000系列dsp，具有很高的运算速度、较大的寻址空间和丰富的片上外设资源。f2812和isp1581的连接采用通用处理器模式，即8位地址总线和16位数据总线分离。f2812的xcs0and1作为isp1581的片选信号，此时isp1581的寄存器地址映射到f2812的地址空间0x2000-0x4000。f2812与isp1581的数据交换采用中断方式。isp1581的唤醒功能引脚wakeup接到f2812的一个通用i/o口上；rpu引脚通过1.5kω电阻器上拉；rref引脚通过12.0kω精密电阻器接模拟地；mode引脚在通用处理器模式下也应上拉；bus_conf引脚的功能是选择总线模式，上拉后为通用处理模式；mode0引脚用来选择通用处理器模式下的读/写功能，上拉后为8051型。该电路内部集成了复位电路，将reset引脚直接接高电平即可复位。由于本设计没有使用dma传输，所以与dma相关的引脚没有连接。主机提供的5v电源经过ht7133变换为3.3v后可给整个系统供电。

    4 软件设计

    软件即微控制器的程序文件，它主要完成usb协议处理和数据交换，目的是让windows检测和识别设备，建立起正确的通信连接。设备与主机的usb通信可以分为配置通信和应用通信。配置通信 主要指主机在对设备进行检测的过程中设备软件对主机的一系列标准请求所做出的响应。设备必须识别每个请求，并返回被请求的信息，同时采取其他一些请求指定的动作。应用通信主要指主机识别设备后进行的有用数据传输。usb支持控制传输、批量传输、中断传输和等时传输4种传输类型，控制传输主要用于配置通信，其他3种类型主要用于应用通信。所有的usb器件都只有端点0支持控制传输。

    根据usb2.0协议，任何传输都是由主机开始的，微控制器做