19. Последовательный интерфейс One wire (MicoLine).

Используется в устройствах фирмы Dallas(на пример термометра).

MK Object

(Master) (Slave)

1. Reset (состояние сброса) – обязательно перед каждым обнулением.

480-960 мкс

15-60

60-240 мкс

Мастер держит низкий уровень 480 - 960 мкс.

Master Тx – сброс, Master Rx – подтверждение.

2 . Write – запись бита в Объект.

15мкс Write 0 15-30 мкс

не < 1

15 мкс

Write 1 15-30 мкс

После высокого уровня обязательно 15 мкс низкого уровня. Далее идут данные «0» в течение 15 – 30 мкс. Далее высокий более 1 мкс.

3. Read – чтение бита из Объекта.

M aster 15мкс Slave 15-30 мкс

не менее 1 мкс

Сначала надо записать команду, т.е. сказать: «Я хочу…», а потом что-то делать. Запись или чтение – определяется программно.

Аппаратной реализации этого интерфейса сейчас нет!

20. Последовательный интерфейс USB. Архитектура шины USB. Кадры, пакеты. Конфигурирование USB устройств (стандартные запросы к USB устройствам, дескрипторы устройств). Микросхемы USB. Структурная схема контроллера USB семейства MCS51.

Universal Serial Bus:

1. Простая реализация расширения периферии ПК.

2. Высокая скорость: от 1.5 Мбит до 480 Мбит в секунду.

3. Простота кабельных подключений и дешевизна реализации.

4. Поддержка одновременной работы со многими устройствами (до 127 устройств на шине).

5. Высокая надежность (обнаружение ошибок, идентификация неисправностей и неправильно подключенных устройств).

6. Возможность простого обновления.

Структурная схема шины usb

Хост контроллер – на шине только один. Функция – периферийное устройство. В хабе имеется порт (точка подключения). Корневой хаб входит в состав хоста.

В состав функций входят конечные точки. Их число определяется конструкцией Device. Обмен данными осуществляется через конечные точки. Нулевая КТ0 используется для управления. КТ настраивается либо на ввод, либо на вывод.

Любое устройство должно поддерживать:

1. Отзыв на присвоенный ему уникальный адрес.

2. Конфигурирование.

3. Настройка на тип передачи и приемы данных.

4. Управление энергопотреблением.

5. Приостановка (снижение тока потребления) Sleep.

6. Удаленное пробуждение (выход из Sleep).

Передача данных:

1. High Speed 480 Мбит/с.

2. Full Speed 12 Мбит/с.

3. Low Speed 1.5 Мбит/с.

Передача/прием данных осуществляется асинхронно и поблочно. Блок называется фрэймом (кадром). Кадр начинается SOF – Start of Frame (маркер).

Типы передач данных:

1. Управляющие посылки (для конфигурирования). Control transfers.

64 байта (HS)

8 байтов (LS)

Отводится 10% пропускной способности канала.

2. Передача массивов данных. Bulk Data transfers.

От 8 до 64 байт.

3. Прерывания.

4. Изохронная передача (в реальном масштабе времени).

Внутри кадра информация передается пакетами. Для каждого пакета есть маркер пакета: OUT, IN, SETUP , SOF, DATA0, DATA1, DATA2, ACK, NAK, STALL, ERR. (Это названия пакетов).

Пример. OUT, IN, SETUP.

Формат пакета: SYNL, PID(4), CHECK(4), FUNC(7), EP(4), CRC(5), EOP.

SYNL – поле синхронизации.

PID (4) , CHECK (4) – тип пакета (8 битов): PID – сам тип, CHECK – его инверсия. Дублирование для контроля ошибки.

FUNC – адрес функции.

EP (4) – адрес конечной точки.

CRC (5) – циклич. код.

EOP – конец пакета.

Последовательность пакетов.

Вывод: OUT/SETUP_устройство ждет_DATA_хост ждет_HAND SHAKE

Ввод: IN_хост ждет_DATA_устройство ждет_Квитирование

Вслед за пакетом SETUP идут пакеты стандартных запросов к устройствам. Они называются дескрипторы.

Дескриптор устройства (device): Устройству посылается 8, 16 и т.д. байтов данных. При конфигурировании – 8 байтов. Далее код номера версии USB, длина пакета, запрашивается изготовитель, код продукта и т.д.

При конфигурировании устройство отвечает своими дескрипторами – данными устройства. Хост посылает дескрипторы запросов.

Микросхемы USB.

Чтобы организовать обмен по USB используются след.устройства:

1. Преобразователи интерфейса.

Из СОМ в USB, из LPT в USB.

Фирмы FIDI, Maxim, Philips.

2. Микроконтроллеры с USB-интерфейсом.

3. Микросхемы хабов.

4. Микросхемы OTG (On The Go – компьютер не участвует).

Микроконтроллер AТ89С5131.

Имеет встроенную программу для записи прикладных программ в память программ (flash).

1. Запись по интерфейсу UART.

2. Запись по интерфейсу USB.

Буфер FIFO. Каждая КТ имеет разный размер. Поддерживаются все 4 типа передач.

Структурная схем контроллера.

Два вывода данных: + и -. Треугольник – буфер лини, преобразует дифф. во внутр.сигнал. 2 вывода питания: его выдает хост. При подключении к компьютеру тот распознает, какое устройство подключено. И в зависимости от R (если к +, то HS, если к -, то FS).

SPD – start packet detection.

EPD – end packet detection.

Это аппаратное определение начала и конца передачи.

NRZI - no return zero invert.

Bits – убирается бит стаффинга.

Sync – установка в синхронизацию.

PID – какой маркер.

CRC – контроль ошибок (либо 5, либо 16).

Определяетя адрес устройства ADDR. Преобразование последовательного в параллельный код для обработки в микроконтроллере.

Используются доп.регистры спец.функций для управления контроллером USB.