1 PDIUSBDl2芯片的性能與特點(diǎn)

Philps公司生產(chǎn)的型號(hào)為PDIUSBDl2的接口芯片是一個(gè)具有集成的SIE，F(xiàn)IFO存儲(chǔ)器、發(fā)送器和電壓調(diào)整器的高性能USB接口芯片，同時(shí)還支持DMA邏輯傳輸形式。他通常應(yīng)用于基于微控制器的系統(tǒng)中，并且可以通過高速的并行接口和系統(tǒng)中的微處理器進(jìn)行通信，其中最高并行接口速率可以達(dá)到2MB／s，是一個(gè)具有8位數(shù)據(jù)總線和一個(gè)地址的存儲(chǔ)與數(shù)據(jù)交換設(shè)備。

PDIUSBDl2芯片的功能方框圖如圖1所示。他采用28PIN腳模式，有S028和TSSOP28封裝，SIE用來實(shí)現(xiàn)USB協(xié)議層的完整功能。具體功能如下：同步方式識(shí)別、并／串轉(zhuǎn)換、比特填充／解填充、CRC校驗(yàn)／生成、PID確認(rèn)／生成、地址識(shí)別和握手信號(hào)的鑒定／生成、批處理數(shù)據(jù)傳輸可達(dá)1 MB／s，3±0．3V雙極性輸入范圍，可接受4．5～5．5V工作電壓、工業(yè)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)工作環(huán)境溫度范圍為一40～+85℃。也就是說，利用該芯片可以完成微控制器所送出的信號(hào)到符號(hào)USB規(guī)范的信號(hào)的轉(zhuǎn)換。

2 USB工作電路

USB相對(duì)于其他傳統(tǒng)接口而言，其快速數(shù)據(jù)傳輸能力和安裝簡單的和諧平衡在掃描儀上體現(xiàn)得尤為突出。傳統(tǒng)的SCSI接口的掃描儀安裝極為麻煩，并且對(duì)計(jì)算機(jī)的要求非�？燎�，必須帶有SCSI接口，并行接口傳輸數(shù)據(jù)又顯得實(shí)在太慢。USB接口可以從速度和安裝的簡易性兩方面滿足用戶的要求。現(xiàn)在的主流掃描儀生產(chǎn)廠家都在生產(chǎn)USB接口掃描儀，如HP，ACER和TARGA等公司都在紛紛推出，這種款式的機(jī)器具有以下的優(yōu)點(diǎn)：

(1)USB接口可以有效地提升數(shù)據(jù)的傳輸速度。

(2)無外置電源設(shè)計(jì)，采用CIS技術(shù)，耗電量只有2W，便攜可靠。

(3)采用了超薄超輕的設(shè)計(jì)，外觀悅目。

2．1 硬件電路的設(shè)計(jì)

利用PDIUSBDl2集成電路來實(shí)現(xiàn)USB接口，可以允許設(shè)計(jì)者從市場上的多種微控制器中選擇一種合適的產(chǎn)品來使用。這種靈活性可以通過使用現(xiàn)有的體系結(jié)構(gòu)來降低開發(fā)費(fèi)用，同時(shí)還可以縮短開發(fā)周期。

采用了1個(gè)80C51的微控制器與PDIUSBDl2集成電路相互連接的簡圖。由于80C51是應(yīng)用比較廣泛的一種單片機(jī)微控制器，，軟件開發(fā)工作者在其基礎(chǔ)上開發(fā)大量的軟件開發(fā)平臺(tái)，大多數(shù)電子工程師對(duì)其的原因都比較熟悉。因此，用戶可以利用比較熟悉的微處理器(80C51)進(jìn)行核心程序的設(shè)計(jì)，即用80C51來實(shí)現(xiàn)其所需的功能，具體將數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換為符合USB規(guī)則的信號(hào)，則完全由PDIUSBDl2來完成。這樣以來，既可以利用80C51中豐富的軟件資源，又可以利用USB總線技術(shù)的即插即用、熱插拔等特性，可以使開發(fā)設(shè)備的成本降低、縮短開發(fā)產(chǎn)品的時(shí)間周期。

2．2 數(shù)據(jù)信號(hào)驅(qū)動(dòng)

USB使用一個(gè)差模驅(qū)動(dòng)器來實(shí)現(xiàn)向USB電纜傳輸U(kuò)SB數(shù)據(jù)信號(hào)。在低輸出狀態(tài)，驅(qū)動(dòng)器穩(wěn)態(tài)輸出的變化幅度必須是VOL＜0．3V，此時(shí)應(yīng)有1．5kΩ負(fù)載加到3．6V電源上；在高輸出狀態(tài)，驅(qū)動(dòng)器穩(wěn)態(tài)輸出的變化幅度必須使Vho＞2．8V，此時(shí)在地上有15kΩ負(fù)載，差模高輸出狀態(tài)和低輸出狀態(tài)之間輸出的變化幅度必須很好地進(jìn)行平衡，從而將信號(hào)偏差減至最小。另外，還需要驅(qū)動(dòng)器上的擺動(dòng)速率控制功能把輻射噪音和串話減至最小。驅(qū)動(dòng)器輸出必須支持三態(tài)操作，以此來進(jìn)行雙向半雙工通信。同時(shí)還需高阻抗來將那些正在進(jìn)行熱插入操作或已經(jīng)連接了但電源卻沒有接通的下行設(shè)備同端口隔離開來。相對(duì)于沒有損壞的局部參考地而言，驅(qū)動(dòng)器必須能承受信號(hào)管腳上的一o．5～3．8V電壓。

2．3 數(shù)據(jù)信號(hào)接收

接受USB數(shù)據(jù)信號(hào)時(shí)也必須利用1個(gè)差模輸入接受器。當(dāng)2個(gè)差模數(shù)據(jù)輸入以地電位作為參考，并且處于0．8-2．5V這樣的范圍之間時(shí)，接受器具有的靈敏度至少200mV，這稱為共模輸入電壓范圍。當(dāng)差模信號(hào)線不在共模范圍之內(nèi)時(shí)，也要求能進(jìn)行正確的數(shù)據(jù)接受。如果在沒有損壞并以本地地電位作電位參考的條件下，接收器所能接收的穩(wěn)態(tài)電平輸入電壓應(yīng)該位于一o．5-3．8V之間。另外對(duì)于不同的接收器而言，每一條信號(hào)線都必須有1個(gè)單端接收器，這樣接收器必須具有1個(gè)位于0。8～2．0V之間(TTL輸入)這樣的開關(guān)閥值電壓。

3 USB接口工作電路主要參數(shù)(責(zé)任編輯：admin)