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USB到PIC微控制器的接口(08-100)

—— Interfacing USB to PIC
作者:时间:2009-02-25来源:电子产品世界

  基于和Vinculum 接口芯片的硬件设计及其编程,使闪存驱动可做为各种嵌入式应用中的可移动存储。现在有带低成本闪存驱动和各种外设的USB接口,但是多数是集中在PC市场。把这些外设用在8位和16位嵌入式市场,其成本和功耗成为主要的考虑因素。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/91689.htm

  做为嵌入式系统中的嵌入式控制器,如PIC系列控制器,虽然具有丰富的存储器和外设,但缺少USB主控制器所具有的接口、资源和性能。在本实例应用中,Vinculum的控制器VNCIL提供PIC(做为系统控制器)和USB2.0全速口之间的接口。这可以最少的时间和开销实现USB闪存驱动连接

  VNCIL

  Vinculum的VNCIL控制器是基于定制处理器芯核,它有双直接存储器存取(DMA)引擎来加速数据传输以及使文件系统计算最佳化的32位协处理器。在单芯片上带有64Kbytes嵌入式闪存程序存储器和4Kbytes内部数据SRAM。此芯片的目标是嵌入式USB控制器市场和需要最少外部支持元件的用户。

  此芯核的一个关键特性是码长与一般MCU芯核相比有显著的缩短。芯核码开销的降低可使更多功能压缩进片上闪存中。此特性是对PIC基嵌入式系统的补充。可以用此芯片连接一个小的PIC MCU到USB(A)连接器,从而到USB闪存驱动(见图1)。

  PIC是系统控制器,通过它的通用I/O引脚(PC0,PC1,PC2)从传感器或其他源获得数据,并变换数据格式和写数据到闪存驱动的文件中。通过TXD把命令和数据送到VNCIL的RXD。VNCIL通过USB2DM和USB2DS(28引脚和29引脚)处理在USB闪存驱动中的FAT12/16/32文件生成和数据存储与驱动之间的通信。通过相同引脚系统固件从闪存驱动读数据和从VNCIL的TXD(引脚31)送数据到PIC的RXD(引脚5)。

  PIC固件控制系统靠PIC发出的指令控制传输和Vinculum的标准固件。虽然这是一个简单的系统,但完成设计要有更多的要求。器件需要电源、控制时钟的晶振,而且器件需要编程。

  晶振

  用20MHz晶振可使PIC的VART接口波特率高达115200bit/s,这比用内部8MHz振荡器达到的最高9600bit/s,改善了系统性能。用PIC固件的I/O引脚RC2和RC3仿真与VNCIL的VART接口的RTS/CTS交换信号。

  需要1个5V稳压电源装置,提供250mA电流,其中200mA提供给USB‘A’连接器,25mA供电VNCIL和25mA供电PIC 16F688?。VNCIL需要3.3V电源(由3.3V LDO稳压器提供),而且具有5V容限的I/O引脚,使其与PIC连接不用电平转换器。

  对于低功率应用,在不需要时可以置VNCIL进入2mA休眠模式。选通UART的RI引脚可唤醒器件。假若连接到RXD线,则可以用输入的空命令触发来唤醒器件。

  此设计也包括双色状态LED指示器(由16和18引脚供电)。它指示USB闪存驱动的成功枚举和文件系统的存取。

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关键词: USB PIC微控制器

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