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SY2100 EZ-USB开发板使用指南
发布日期:2013-6-23 8:07:19 作者: 出处: 浏览:338 人次 【

SY2100 EZ-USB开发板使用指南
随着计算机(PC)的广泛应用,它的外部设备也越来越多,例如常见的打印机、扫描仪、游戏机、甚至摄录机、数码相机以及控制领域各式各样的外接设备,这些设备都需要一个端口与PC相连接,过去常用的方法是通过串口或并口与其连接,外围设备多了,每个外设都需要一个I/O口,这样一来,I/O口就越来越不够用目前的PCI/O模式中,外设通常都被映射为CPU的I/O地址,同时被分配一个中断请求(IRQ)。在有些情况也可能是一个DMA通道。系统就将这些资源分配给指定的外部设设备。现在这种地址分配形式已经成为一种标准,应用系统开发者必须根据指定的设备进行访问。
一直沿用的这种模式,有其许多不完善的地方,对于不同的I/O端口,外设开发者在设计阶段就必须指定一个或几个地址给外设使用,这给开发者带来很多不便,系统运行时也会浪费很多资源,而且外设多的时候,有可能会造成IRQ冲突。特别是工业数据采集系统,一般均使用数据采集卡来完成,一个采集卡都要占用一个PC的插槽,如果采集的系统比较复杂,采集点多了就会出现PC插槽不够的问题,用户有可能还需自行设置IRQ,使用户感到很多不便。
近年来发展起来的USB(通用串行总线)就可以较好的解决这个问题,它不仅可以解决了I/O口不够的问题,而且这种模式建立了一种新型的PC和外设的访问形式,这种方法有效地减少系统资源的浪费,也提供了更好的PC与外设的交互访问形式,而且为终端用户提供更多数量的连接端口,简化了外设与PC的连接和配置。

USB接口具有以下特点:

[1].为外设连接到PC上提供了一种简单易行低成本的解决方案。
[2].可以热拔插,设备接到PC上,系统自动检测USB设备,并自行配置应用软件并立即生效,无需用户干预。
[3].USB提供了简单易行的连接器,它可以连接任何一个USB设备。设备数量多了还可以采用集线器扩展,一个USB总线可以支持127个USB设备的连接。
[4].USB支持高速(12Mb/s)和低速(1.5Mb/s)两种传输速率。
[5].外设可以直接由USB接口提供电源。并具有电源保护功能,如果3ms内没有总线活动的话,USB将自动挂起总线状态。
[6].需要系统资源(如内存、I/O地址空间和中断请求线路)。
[7].USB数据传输包括错误检测功能,可以准确无误地传输数据。
[8].支持块传输、控制传输、中断传输和同步传输。

Cypress公司USB接口单片机简述:

由Cypress公司推出的带智能USB控制内核的51系列单片机EZ-USB 2100系列芯片,在芯片上集成了USB和C51内核两个模块,这两个模块可以协助USB开发者完成USB协议中规定的大部分通信工作,是USB设备研制的较好的器件,EZ-USB强大的串行接口引擎,增强8051内核,优越的软件支持,大大降低了USB开发难度。
EZ-USB将USB接口控制内核与单片机集成到一块芯片上,USB收发模块与USB总线接口相连,串行接口引擎负责串行信号的编译码和错误检测、USB系列控制信号操作,由USB收发模块进行数据字节传输,功能强大的USB内核自动完成USB协议的转换,大大简化了8051代码。
增强的微处理器内核在标准的8051基础上增加了许多新特性,缩短了执行时间,它利用内部RAM和程序,使EZ-USB具有软配置特性,USB主机由总线将8051的程序代码和描述符表装入RAM中,EZ-USB芯片用已下载程序中定义的外设特性进行重连接,使其成为新的USB设备。
熟悉USB设备开发的人员知道,研制期间需要花费大量的时间去熟悉USB协议,使得USB好用但开发难度很大,这给一般的开发者设置了一道门槛。而EZ-USB芯片给开发研制提供了一条便利的途径,如果熟悉C语言的微处理器开发者使用EZ-USB研制USB设备,只需少量时间熟悉EZ-USB的特性,即可轻易开发出性能优越的USB设备。

EZ-USB 2100系列芯片的特点:

[1].改进增强的8051内核,时钟为24MHz,性能可达到标准8051的5-10倍,指令系统与8051完全兼容。空闲(wasted)的总线周期被消去,一个总线周期仅含4个时钟周期,而标准的8051则为12个时钟周期。
[2].USB内核为USB设备开发者完成协议中大部分的通信工作,使开发者不需要深入了解USB的低级协议即可顺利开发出所需要的USB设备。
[3].芯片集成了USB外设接口的硬件,包括非易失存储器(EPROM、EEPROM、FLASH、ROM)、微处理器、RAM、SIE(串口接口引擎)、DMA等全部功能模块。
[4].外设没有通过USB接口连接到PC机之前,外设的固件存储在PC机上。如果外设一旦连接到PC机上,PC机就会查询外设的属性,读取外设的设备描述符,然后将该外设的固件下载到EZ-USB的RAM中并执行,也即再枚举过程。
[5].易用友好的开发工具,固件可独立于驱动程序被测试,驱动程序和固件开发可独立进行,方便开发者工作,加块开发速度。
[6].快速外部数据块传输,指针自动增量和快速传输模式。
[7].自动向量中断。
[8].Control传输的Setup和Data部分有各自的缓冲区。
[9].除了以上的需要特性外,改进的8051内核还有如下优点:第2个数据指针可用于存储器块之间的传输。第2个UART。第3个16位定时/计数器。与非多路复用16位地址总线的高速存储器直接接口。增加了8个中断源(INT2-INT6、PFI、T2及UART1)。256字节的内部RAM,8kB的程序/数据复用SRAM。可变的MOVX执行时间,可适应高低速RAM的访问。3.3V的工作电压。
选择何种芯片来开发USB外围设备控制系统,一般要考虑外设任务的需求,编程的难易程度,芯片的性价比等几个因素。EZ-USB可较好地解决了以上问题,兼顾以上几个因素,使得USB外设的研制开发变得简单和廉价,大大提高开发效率,缩短产品的开发周期,是USB设备研制者比较理想的器件。

SY2100 EZ-USB 开发板提供完整的硬件和软件来加速固件与主机驱动程序的开发,与其它使用仿真设备的USB开发包不同的是,SY2100 EZ-USB开发包在整个开发过程中使用真正的设备,即AN2131QC。

软件的安装
将安装光盘放入光盘驱动器,运行EZ-USB devtools version 安装程序,将出现EZ-USB安装界面。
Cypress EZ-USB控制面板软件是一个用于EZ-USB芯片通信的Windows应用程序。安装中,按照提示说明一步一步地进行安装操作。在安装完成后,可以从开始菜单选择Start\Programs\Cypress 运行该软件。
要想卸载控制面板软件,在Windows的控制面板中用Add/Remove Programs来实现。
Keil开发环境用于编译、链接、调试8051C汇编程序,光盘中带的Keil是评估板,程序目标码限制在4kB以内。在安装完成Keil后,需要重新启动计算机。

硬件安装
硬件安装准循以下步骤:
(1) 通过USB连接线将EZ-USB开发板连接到主机上;即,连接USB电缆,连接串口线(默认连接开发板SIO-1串口)
(2) 主机装载开发板的设备驱动程序。该驱动程序是在安装Cypress EZ-USB 控制面板软件时同时自动安装到系统中的。在用Keil监控程序开发时,开发板上的绿灯变亮,表示监控程序已经经过USB电缆下载到了开发板上,并已经运行。
验证开发板是否安装成功,只要运行控制面板就可以知道

开发板硬件资源
SY2100 EZ-USB开发板为USB设备的开发提供了一个良好的工具。开发板使用的是80管脚的AN2131QC芯片,而且包含3个用于扩展接口的引出端。板上所有的电路均为3.3V,开发板板内由USB连接器供电。
EZ_USB开发板包括以下几个部分:
2131 EZ_USB集成电路,它包括一个高性能的8051内核;
32K扩展RAM;
两个8051 UART口;
DIP开关控制来选择EEPROM地址;
两个I2C总线的8位I/O扩展芯片,一个用于驱动七段LED,另一个用于读8位开关状态;
一个3.3V调节器,它可以把5V转换成3.3V;
电源和中断/监控指示灯(红色、绿色)。
值得一提的是在USB、D+和D-信号接有防止瞬变电压的浪涌保护芯片,防止热拔插造成的不良影响,在USB接口电路中,是十分必要的措施,增加了可靠性和安全性。
SY2100 EZ-USB开发板基于EZ_USB系列USB总线控制器,它包含标准的MCS51外设模块和USB模块。USB模块集成了USB的收发器、串行总线接口机制、功能接口单元和收/发缓冲区。通过内存配置开关可灵活地改变RAM的地址空间,并方便地进行内存扩充。
EZUSB的I2C总线上,接有两块8位I/O扩展芯片(PCF8574)和一块用于EZ-USB引导、标识USB设备的EEPROM。该片EEPROM采用8引脚DIP封装,可拔插。
按钮、选择开关和7段LED通过PCF8574接到I2C总线上。这样,一方面为用户调试固件程序提供了方便,另外一方面,空出A,B,C这三个I/O口以供开发使用。U10提供了到7段LED的8位输出;U12提供8位输出,分别来自:4个按钮、微动开关,以及主板上扩展口。U9输入引脚中的任意一个的状态改变都会激活AN2131QC的WAKEUP管脚。因此,按下任何一个按钮都会引发远程的USB唤醒。
AN2131QC片内有8KB的程序和数据共享的RAM存储器,另外,还增补了32KB的外部RAM。支持Keil Debag调试的监控程序被装载到外部的RAM区,以便空出内部的RAM调试用户程序。
EZ-USB的8051带有两个通用的异步收发器(UART),可以选择作为RS232通信或一般的I/O口使用。
SY2100 EZ-USB开发板下图所示。


DIP开关设置
4位DIP开关的的SW3,SW4用于选择EEPROM的地址线,同时,EZ-USB内部的8051可以通过I2C读取开关的状态(SW1,SW2)。
连接器
连接器包括:USB及其两个DB9串口连接器。
扩展连接器
SY2100 EZ-USB开发板提供了3个20脚的插针连接器,以方便与外部电路连接。
PCF8574扩展I/O
开发板上有两片PCF8574(U10、U9)提供调试I/O用。
从地址0100;
开发板上的开关和按钮连接到U9,其地址是0100000d,在读八位数据是先发送01000001到U9,然后读出数据。另外其13脚/INT是一
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