4 基于AT89C5131的CDC類的實(shí)現(xiàn)

　　AT89C5131與USB接口的硬件連接很簡(jiǎn)單，選用一個(gè)Btype的USB插座，因?yàn)榘凑?a class="contentlabel" href="http://m.ptau.cn/news/listbylabel/label/USB">USB規(guī)范，從設(shè)備使用Btype的USB插座，主設(shè)備使用Atype的USB插座，將Btype的USB插座的D+和D-腳分別與AT89C5131上的D+和D-腳相連。然后再在電源和D+之間用一個(gè)1.5 kΩ的上拉電阻連接，因?yàn)榘凑誙SB規(guī)范，USB主設(shè)備是通過(guò)從設(shè)備在插入時(shí)D+和D-上的絕對(duì)電平來(lái)確定從設(shè)備是一個(gè)全速設(shè)備還是一個(gè)低速設(shè)備的，而AT89C5131是一個(gè)全速設(shè)備，所以需要將D+上拉。

　　下面介紹虛擬串口的單片機(jī)軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。首先來(lái)看一下終端點(diǎn)的分配，按照CDC類抽象控制模型對(duì)終端點(diǎn)的需求，將單片機(jī)0號(hào)終端點(diǎn)和1號(hào)終端點(diǎn)分配給通信接口子類，分別作為控制終端點(diǎn)（完成枚舉和串口參數(shù)設(shè)置）和中斷終端點(diǎn)，而將2號(hào)和3號(hào)終端點(diǎn)分配給數(shù)據(jù)接口子類，分別作為IN和OUT終端點(diǎn)，虛擬串口的數(shù)據(jù)主要從這兩終端點(diǎn)來(lái)進(jìn)行傳送。

　　由于各個(gè)終端點(diǎn)的行為相對(duì)獨(dú)立，對(duì)于每個(gè)終端點(diǎn)的控制過(guò)程又有相似性，在這里以2號(hào)終端點(diǎn)即作為數(shù)據(jù)接口的IN終端點(diǎn)為例，說(shuō)明軟件是如何對(duì)終端點(diǎn)進(jìn)行操作和控制的，其控制流程圖如圖4所示。2號(hào)終端點(diǎn)是一個(gè)IN的終端點(diǎn)，它的主要工作是模擬物理串口的TXD線，向主設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)。當(dāng)主設(shè)備發(fā)出IN的請(qǐng)求時(shí)，如果FIFO不空，就向主設(shè)備發(fā)送FIFO的內(nèi)容；如果FIFO為空，則向主設(shè)備發(fā)送一個(gè)空包作為回應(yīng)。AT89C5131在收到IN的請(qǐng)求時(shí)，會(huì)觸發(fā)USB中斷（如果被使能），在中斷處理程序中，如圖4所示，首先判斷中斷的觸發(fā)源是哪個(gè)終端點(diǎn)，如果是2號(hào)終端點(diǎn)，將USB寄存器組映射到2號(hào)終端點(diǎn)的那一組，然后將需要發(fā)送的串口數(shù)據(jù)填入FIFO寄存器（UEPDATX），置位UEPSTAX的TXRDY位，表示FIFO中的數(shù)據(jù)已經(jīng)準(zhǔn)備好，這時(shí)USB接口就會(huì)自動(dòng)響應(yīng)IN請(qǐng)求，并將FIFO中的數(shù)據(jù)發(fā)送出去，程序則可退出中斷服務(wù)程序。對(duì)于其他的終端點(diǎn)，其處理過(guò)程也是相似的。

軟件使用Keil C51為編譯系統(tǒng)，為了便于和系統(tǒng)的其他程序集成，采用標(biāo)準(zhǔn)字符型設(shè)備的API接口usb_getc()和usb_putc()，使程序具有很好的移植性。應(yīng)用程序?qū)雍瘮?shù)（usb_getc()和usb_putc()）與USB中斷處理程序通過(guò)兩個(gè)先進(jìn)先出FIFO循環(huán)隊(duì)列(TX和RX)來(lái)交換數(shù)據(jù)，這樣有效的起到收發(fā)緩沖的作用，防止緩沖溢出。

5 總結(jié)

　　在單片機(jī)上實(shí)現(xiàn)基于CDC類的USB虛擬串口很好的適應(yīng)了當(dāng)前計(jì)算機(jī)外設(shè)接口的發(fā)展，同時(shí)因?yàn)檫@樣的接口在PC操作系統(tǒng)中仍然映射為一個(gè)串口，所以又避免了大量的PC端調(diào)試程序和應(yīng)用程序的重新編寫。