主要芯片介绍

　　本设计采用控制芯片p89c61x2和接口芯片isp1581实现usb接口电路的设计。

　　p89c61x2包含1024b ram、64kb flash存储器、32个i／o口、3个16位定位／计数器、6个中断源-4个中断优先级-嵌套的中断结构、1个增强型uart、片内振荡器和时钟电路。此外，器件的静态设计使其具有非常宽的频率范围，可选择1mhz～12mhz的 晶体振荡器。具有两个软件可选的节电模式-空闲模式和掉电模式。

　　usb接口芯片isp1581是一种价格低、功能强的usb接口器件，符合usb2．0规范，并为基于微控制器或微处理器的系统提供了高速usb通信能力；具有7个in端点，7个out端点和1个固定的控制in／out端点；可以通过软件控制与usb总线的连接；内部集成了带pll的12mhz晶体振荡器；可通过内部上电复位、低电压复位电路和软件复位。

　　系统硬件设计

　　系统的连接框图如图1所示。

　　isp1581有两种工作模式：通用处理器工作模式和断开总线工作模式。本文的硬件设计中通过设置bus-conf=0实现断开总线

的工作模式。ad[7：0]为8位的多路复用地址／数据，与单片机的p0口连接；data[15：0]为16位的数据总线。mode0接高电平，表示读或写信号工作在8051类型；ale与单片机的ale相连，实现地址锁存；rpu为usb d+线的外部上拉电阻连接端，通过一个1．5kω电阻与vcc(3.3v)相连；rref连接外部偏置电阻，通过一个12．0kω电阻同地端相连，使高速收发器得到一个精确的镜电源。为了实现良好的emc特性，所有的电源引脚均连接到由0．01μf和0．1μf电容并联后的网络中。

　　系统的固件设计

　　单片机的固件是usb设备运行的核心。主要包括以下几个部分：

　　kerne1．c：循环扫描usb事件；启动设备和系统的工作；

　　isr．c：中断服务程序；

　　chap9．c．包含标准usb命令，用于在设备和主机之间建立一个基本连接；

　　vendor．c：包含厂商定义命令，处理厂商请求；

　　init．c：初始化单片机和isp1581芯片。

　　初始化程序主要初始化各种状态变量，包括单片机的初始化以及设置isp1581寄存器。主要包括地址寄存器、模式寄存器、中断配置寄存器，中断使能寄存器以及端点寄存器等。

　　usb设备采用控制传输完成枚举，从而判断出设备的状况。

　　数据传输过程采用中断方式，单片机通过读取中断寄存器的状态判断中断源，并进入相应的中断处理程序。isp1581主要有setup中断、总线挂起中断以及端点输入/输出中断等，控制端点设置64b的缓冲区，每次只能传输64b，传输的数据量由单片机控制。若传输的字节数大于64b，将先传输64b，然后判断剩下的字节数，同时确定是否为空包或短包。如果没有数据传送到单片机，将发送一个空包表明数据发送完毕。

　　固件主要完成设备初始化、usb协议标准请求处理以及其它应用程序如数据交换功能。程序采用c51语言编写，使用 keil公司的uvision2编译器进行编译。

　　固件的主循环流程见图2。

　　设备驱动程序和应用程序的设计

　　usb设备驱动程序的开发，可采用drivel works和microsoft公司的2000ddk，并以vc++6．0作为开发环境。为了方便用户开发usb接口，在dp-1581的开发包中提供了一个通用驱动程序，该程序可不加修改，直接使用。在本电路设计中，采用的是开发版自带的驱动程序。

　　结语

　　本系统将原有的并口改进为usb接口，支持即插即用和热插拔．经实际试验验证，本系统性能稳定可靠，具有一定的实际应用价值。