基于USB的通用无线传输接口设计

　　引 言

　　USB通用串行总线主要用于USB设备与主机之间的数据通信，特别为USB设备与USB主机之间大量的数据传输提供了高速、可靠的传输协议。射频通信以其优点也应用在越来越多的场合。本文所设计的USB无线串行接口电路由nRF2401单片射频收发器、LPC2210微控制器和USB接口芯片组成。本系统充分利用USB口数据传输功能，设备连接方便,系统可用于进行无线串行数据双向传输，在仪器仪表、计算机遥测遥控系统、家庭网络系统等中得到了应用。

　　1 硬件设计

　　整个硬件设计分为两个部分：使用带并行总线的USB接口器件PDIUSBD12设计LPC2200的USB接口，其电路图如图1所示;使用Cypress 公司的USB外围控制芯片CY7C63231设计射频芯片nRF2401的USB接口，其电路图如图2所示。两个部分通过USB口相接，整个硬件设计系统框图如图3所示。

　　图1中，USB接口芯片采用的是Philips公司的并行USB接口芯片PDlUSBD12，符合通用串行总线(USB)1.1版本规范。这里以 LPC2200微控制器与PDIUSBI)12构成USB设备，PDIUSBD)12连接到LPC2200的硬件原理图如图1所示。

　　PDIUSBD12使用LPC2200外部存储控制的Bank2部分，数据地址为0x82000000，命令地址为Ox82000001。 RST_USB、SUSP为LPC2200的输出引脚，PDIUSBD)12中断信号为中断输入信号，且为外部中断O。C1、C2和X1为 PDIUSBD)12提供工作所需的时钟输入。发光二极管GoodLink在正常通信时闪烁。PDIUSBD12的AD0连接到LPC2200的A0，当 LPC2200在A0引脚输出l时，表示输出到PDIUSBD12数据总线DO～D7上的数据为命令字;当A0引脚输出0时，表示输出到PDIUSBD) 12数据总线DO～D7的数据为数据字。

　　图2中，CY7C63231是8位RISC微处理器，特别适用在USB嵌入式方面，工作电压为5 V。nRF2401是单片射频收发芯片，有四种工作模式：收发模式、配置模式、空闲模式和关机模式。所有配置工作，工作模式选择和收发数据都是通过 CY7C63231的PO引脚控制完成的。用电压调整芯片LP2980IM5—3.3产生nRF2401的工作电压(3.3 V)，同时SN74LVC4245产生控制口3.3 V和5 V的电平转换，使工作在不同电压的这两种芯片能正常的相连。

　　2 软件设计

　　2.1 PDIUSBDl2驱动软件构架

　　为了使驱动软件可移植性强、易维护，采用分层的方法编写PDIUSBDl2的驱动程序，图4为USB驱动程序软件分层结构图。

　　USB驱动程序软件包提供给用户6个API函数，这6个函数都在USB应用层中定义，功能描述如表1所列。

　　下面以接收和发送数据任务为例，演示了一个任务从端点2发送1024个字节。部分源代码如下：