1. 研究目的与意义
目前,5l单片机同pc机的通信在大多数情况下仍然是使用rs-232(db一9)串口作为通信接口实现的。而随着usb接口技术成熟和使用的普及,由于usb接口大有着一系列rs-232(db-9)串口无法比拟的优点rs-232(db-9)串口正在逐步的为usb接口所替代。而在现在的大多数笔记本电脑中,出于节省物理空间和用处不大等原因,rs-232(db-9)串口已不再设置,这就约束了基于rs一232(db-9)串口与pc机联络的单片机设备的使用范围。因此,usb的开发成为一个热点。
可是,usb的开发要求设计人员对usb的标准、firmware(固件)编程
及驱动程序的编写等有较深入的理解,因此限制了usb的开发人。而基于ft245bm芯片的usb产品开发,研发人员可以利用ft245bm进行usb和并行i/o之间的协议转换。芯片一方面可从主机接收usb数据,并将其转换为并行i/o口的数据流格式发送给外设;另一方面外设可通过并行i/o口将数据转换为usb的数据格式传回主机。中间的转换工作全部由芯片自动完成,开发者无须考虑固件的设计。这款由ftdi公司生产的芯片凭借使用简单,性能优越等优点,可以使研发人员很容易的进行用户产品的开发,在最短的周期内开发出相应的usb产品。
综上可知,由于usb总线具有传输速度快、占用资源少及真正的即插即用等优点usb接口取代rs一232(db一9)串口实现通信的趋势不可逆转。
2. 国内外研究现状分析
计算机总线是计算机与外部设备进行数据交换的通道。根据数据交换 和传输时数据的组织形式,可将总线分为串行总线和并行总线。USB(unversal Serial Bus)、RS 232、IEEE 1394 都是串行总线,常见的并行总线STD总线、ISA 总线、PCI总线等。STD总线数据线宽度为8 位,称为8位总线,ISA 总线为16位总线,PCI总线为32 位总线。
USB技术的推出,可能是近代计算机技术最重要的发展,因为USB的出现让IT产业的接口产生了很大的革命,后来的影响不仅在IT产业,连消费性电子产业也到处可见USB的接口。因此USB的成功是毋庸置疑的。除了在个人计算机,笔记本电脑,小电笔都是100%的标准配备外,我们也可以在手机,LCDTV,打印机,等消费性电子产品上发现USB的踪迹,甚至连瑞士小刀上也有USB界面。由此可知USB真是无处不在。就这一点,我们不得不佩服Intel与Microsoft在IT产业强大的影响力。特别由英特尔公司(Intel)和业界领先的公司一起携手组建了USB3.0推广组,旨在 开发速度超过当今10倍的超高效USB互联技术。该技术是由英特尔,以及惠普(HP)、NEC、NXP半导体以及德州仪器(Texas Instruments)等公司共同开发的,应用领域包括个人计算机、消费及移动类产品的快速同步即时传输。英特尔在两代USB技术的开发和采用方面均走于行业前列,USB现在已经成为最受欢迎的计算和手持电子设备外围接口。随着高速USB在个人计算、消费电子以及移动等各种细分市场内的普及,预计USB3.0将迅速取代USB2.0端口成为高带宽应用领域的事实标准。
基于传统I/0模式的外设必须占用PC主机的中断请求、I/0地址等系统资源,而这些有限的主机资源不可共享,容易发生冲突,无法满足众多外设连接的需要;而传统串行通信标准的数据传输率比较低,在使用上也很不方便,特别是双向通信能力和多接口扩展能力非常有限。自1994年,Intel、Compaq、Digital、IBM、Mierosoft、NEC、NorthernTeleeom等七家世界著名的计算机和通讯公司成立了USB(Universal Serial Bus)通用串行总线)论坛起,预示着USB技术必将飞速而迅猛的发展,今天的事实也验证了这一点。3. 研究的基本内容与计划
本课题主要是采用usb接口芯片ft245bm实现51单片机与pc机的通信。它并不是以前我们所熟知的利用串口实现pc与外设的通信,而是采用相比之串口传输速度更快,使用更加方便的usb接口。首先介绍下ft245bm这个芯片:
ft245bm的主要功能是进行usb和并行i/o口之间的协议转换。芯片一方面可从主机接收usb数据,并将其转换为并行i/o口的数据流格式发送给外设;另一方面外设可通过并行i/o口将数据转换为usb的数据格式传回主机。中间的转换工作全部由芯片自动完成,开发者无须考虑固件的设计。(芯片ft245bm内部结构及外型如附件图1,图2)
4. 研究创新点
该课题的主要采用usb接口芯片ft245bm实现pc机与51单片机的通信。
这与一般以往利用串口通信相比,增加了传输速率,提高了效率,而且使用更加方便。
这些彰显出本课题研究的特色之处。
