基于usb的通用无线传输接口设计

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1、基于USB的通用无线传输接口设计摘要：介绍一种基于Philips公司的32位ARM7T[)MI—s微处理器LPC2210的USB接口设计，并使用Nordic公司生产的单片射频收发芯片nRF2401设计USB接口的无线通信模块。阐述该系统的工作原理、硬件构成及软件设计方案。实现了基于USB接口的无线串行通信。关键词：无线传输LPC2210USBnRF2401CY7C63231引言USB通用串行总线主要用于USB设备与主机之间的数据通信，特别为USB设备与USB主机之间大量的数据传输提供了高速、可靠的

2、传输协议。射频通信以其优点也应用在越来越多的场合。本文所设计的USB无线串行接口电路由nRF2401单片射频收发器、LPC2210微控制器和USB接口芯片组成。本系统充分利用USB口数据传输功能，设备连接方便,系统可用于进行无线串行数据双向传输，在仪器仪表、计算机遥测遥控系统、家庭网络系统等中得到了应用。1硬件设计整个硬件设计分为两个部分：使用带并行总线的USB接口器件PDIUSBD12设计LPC2200的USB接口，其电路图如图1所示；使用Cypress公司的USB外围控制芯片CY7C63231

3、设计射频芯片nRF2401的USB接口，其电路图如图2所示。两个部分通过USB口相接，整个硬件设计系统框图如图3所示。图1中，USB接口芯片采用的是Philips公司的并行USB接口芯片PDlUSBD12，符合通用串行总线(USB)1．1版本规范。这里以LPC2200微控制器与PDIUSBI)12构成USB设备，PDIUSBD)12连接到LPC2200的硬件原理图如图1所示。PDIUSBD12使用LPC2200外部存储控制的Bank2部分，数据地址为0x，命令地址为Ox。RST_USB、SUSP为

4、LPC2200的输出引脚，PDIUSBD)12中断信号为中断输入信号，且为外部中断O。C1、C2和X1为PDIUSBD)12提供工作所需的时钟输入。发光二极管GoodLink在正常通信时闪烁。PDIUSBD12的AD0连接到LPC2200的A0，当LPC2200在A0引脚输出l时，表示输出到PDIUSBD12数据总线DO～D7上的数据为命令字；当A0引脚输出0时，表示输出到PDIUSBD)12数据总线DO～D7的数据为数据字。图2中，CY7C63231是8位RISC微处理器，特别适用在USB嵌入式

5、方面，工作电压为5V。nRF2401是单片射频收发芯片，有四种工作模式：收发模式、配置模式、空闲模式和关机模式。所有配置工作，工作模式选择和收发数据都是通过CY7C63231的PO引脚控制完成的。用电压调整芯片LP2980IM5—3．3产生nRF2401的工作电压(3．3V)，同时SN74LVC4245产生控制口3．3V和5V的电平转换，使工作在不同电压的这两种芯片能正常的相连。2软件设计2.1PDIUSBDl2驱动软件构架为了使驱动软件可移植性强、易维护，采用分层的方法编写PDIUSBDl2的驱

6、动程序，图4为USB驱动程序软件分层结构图。USB驱动程序软件包提供给用户6个API函数，这6个函数都在USB应用层中定义，功能描述如表1所列。下面以接收和发送数据任务为例，演示了一个任务从端点2发送1024个字节。部分源代码如下：#defineRW_NUMS1024／／任务收发数据字节数voidTaskRecl(void*pdata){#ifOS_CRlTICAL_METHOD==3／／为CPU状态寄存器分配存储空间OS_CPU_SRcpu_sr;#endifINT8UBuff[RW_NUMS]

7、；／／接收及发送缓冲区INT8Uack=0x01；／／应答主机数值INT8Uerr；／／函数返回值pdata=pdata；／／避免编译器警告for(；；){OSSemPend(TaskReel_Sere，0，&-err)；／／等待TaskStart的命令err=WritePortl(1，＆ack，200)；／／应答USB主机if(err==USB_NO_ERR){／／应答正确err=ReadPort2(RW_NUMS，Buff，200)；／／接收数据OSTimeDly(1)；／／延时一个时钟周期i

8、f(err==USB_NO_ERR){／／接收正确Buff[0]=OSPrioCur；／／标识该任务err=WritePort2(RW_NUMS，Buff，200)；／／发送数据}}}}2.2CY软件设计USB外围控制器CY7C63231控制nRF2401射频芯片，同时与LPC2210微控制器的USB口相连，实现无线数据的接收和发送。下面以接收无线数据为例。主程序UsbTaskLoop，它是一个无限循环，仅仅在中断的时候跳出。程序检测nRF2401的DRl和DR2引脚，当DRl上的