3.1.2.4. Микросхема моста uart-usb
При выполнении данной курсовой работы для соединения МК и ПК использовался мост UART-USB CP2102 (рис.3.11), расположенный на плате C8051F064EK.
а)
б)
Рис.3.11. Структурная (а) и принципиальная (б) схемы микросхемы CP2102
Микросхема CF2102 представляет собой преобразователь сигналов USB в сигналы UART, не требующий никаких внешних элементов, кроме трех фильтрующих конденсаторов питания, трех необязательных ограничительных диодов – супрессоров, и одного резистора в цепи сброса. Микросхема содержит следующие функциональные узлы:
линейный регулятор напряжения, преобразующий входное напряжение с линии VBUS шины USB (от +4 В до +5,25 В) в напряжение примерно +3,3 В для питания ядра микроконтроллера и остальных встроенных периферийных узлов;
прецизионный встроенный кварцевый генератор, работающий на частоте 48 МГц;
USB приемопередатчик;
USB контроллер, состоящий из ядра микроконтроллера С8051F321 и оригинального программного обеспечения (Firmware), записанного в Flash- памяти программ; оригинальное Firmware обеспечивает доступ к 1 килобайту памяти программ, используемому для хранения идентификационных данных изделия, а также к двум буферам входных данных объемом в 576 байт и выходных данных объемом 640 байт (оба буфера размещаются во встроенной оперативной памяти);
программно-аппаратный узел UART, имеющий полный комплект основных и вспомогательных сигналов.
Особенно отметим, что микросхема CP2102 полностью совместима по выводам с микросхемой CP2101. Производитель не рекомендует закладывать в новые разработки предыдущий вариант микросхемы CP2101. Интерфейс USB соответствует спецификации 2.0. Он обеспечивает передачу данных на скорости до 12 Мбит/с. Интерфейс содержит встроенную систему защиты и не требует внешних элементов, однако изготовитель рекомендует устанавливать три внешних ограничивающих диода – супрессора на напряжение срабатывания - около 7 В, например SP0503BAHT (или аналог), для полной защиты входных цепей от электростатики и перенапряжений. Кроме того, реализованный интерфейс USB поддерживает «приостановленное состояние» (Suspend States), а включение / выключение этого состояния производится через одноименный вывод SUSPEND.
3.1.2.5. Сопряжение платы с pc
Со стороны МК используется вышеописанный мост UART-USB. Со стороны ПК используется специальный драйвер, позволяющий эмулировать работу COM-порта. Тем самым мы обеспечим передачу данных по USB, используя UART МК.
3.1.2.6. Питание платы
Плата C8051F064EK (рис.3.2) модет питаться через DEBUG или DATA порты (выводы J1 и J7, соответственно) посредством USB – соеднинения. Выбор осуществляется с помощью джампера J2. Узды платы имеют встроенные регуляторы напряжения, преобразующие входное напряжение в 3.3 В. Перемычка J4 позволяет выбрать один из портов в качестве внешнего источника опорного напряжения.
В курсовой работе плата будет питаться через DATA.
3.1.3. Требования к pc
Программа для PC разрабатывается для PC под управлением ОС Windows XP. Компьютер должен иметь как минимум два USB-порта для подключения платы (C8051F064EK). Желательно наличие третьего USB-порта для подключения осцигена и соответствующего ПО для работы с ним. В противном случае понадобиться второй компьютер с как минимум одним USB-портом и ПО для работы с осцигеном.