80c51和ch375的usb打印机驱动设计

80C51和CH375的USB打印机驱动设计张蓬鹤王小芳郑宽磊强伟锋摘要介绍基于80C51和CH375的LPTUSB打印机驱动器的设计与实现方法，介绍USB总线的通用接口芯片CH375的特点及工作原理，给出80C51单片机通过CH375控制USB打印机的硬件设计及其C语言软件实现。利用该设计能够实现并行打印口数据在USB打印机直接打印，极大的克服了有些并口仪器必须连接并口打印机才能打印的弊端，可极大方便用户的使用。关键词CH375，LPTUSB，打印机，80C51，单片机引言本课题来源于北京普析通用公司的一个项目。由于公司现有单机版光谱仪器产品（如1810、T6等）采用的是并行口打印技术，而随着USB打印机技术的逐渐普及，并行口打印机越来越不好买到，而且有些用户的打印机只是USB接口而非并行口，因此现有仪器产品对打印机的支持变得不能适应用户需要。为了实现能将公司的并行口仪器直接和USB打印机相连进行打印，决定设计开发一款LPTUSB打印机的驱动器，负责并口仪器和USB打印机的连接。本文利用单片机和USB总线接口芯片实现LPTUSB打印机的驱动器设计。利用该设计将能够实现并行打印口数据可以在USB打印机上的直接打印工作，克服了有些并口仪器必须连接并口打印机才能打印的弊端，极大地方便了用户的使用。1CH375芯片特点及工作原理11CH375芯片特点CH375是一个USB总线的通用接口芯片，支持HOST主机方式和SLAVE设备方式。CH375芯片内部集成了PLL倍频器、主从USB接口SIE、数据缓冲区、被动并行接口、异步串行接口、命令解释器、控制传输的协议处理器、通用的固件程序等。在本地端，CH375具有8位数据总线和读、写、片选控制线以及中断输出，可以方便地挂接到单片机/DSP/MCU等控制器的系统总线上。CH375的USB主机方式支持各种常用的USB全速设备，外部单片机/DSP/MCU可以通过CH375按照相应的USB协议与USB设备通信。CH375芯片有如下特点全速USBHOST主机接口USBV11，支持动态切换主机与设备方式，外围元器件只需要一个晶体和2个电容主机端点输入和输出缓冲区各64B，支持常用的12MBPS全速USB设备支持USB设备的控制传输、批量传输和中断传输；自动检测USB设备的连接和断开，提供设备连接和断开的事件通知；内置控制传输协议处理器，简化常用的控制传输；并行接口包含8位数据总线，4线控制（读选通、写选通、片选输入和中断输出）；串行接口包含串行输入、串行输出和中断输出，支持通信波特率动态调整；支持5V电源电压和33V电源电压。12CH375芯片工作原理如图1所示，CH375芯片通过被动并行接口芯片可以很方便地挂接到各种8位单片机、DSP和MCU的系统总线上，并且可以与多个外围器件共存。并口信号线包括8位双向数据总线D7D0、读选通输入RD、写选通输入WR、片选输入CS、中断输出INT以及地址输入线A0。CH375芯片的RD和WR可以分别连接到单片机的读选通输出引脚和写选通输出引脚。INT可以连接到单片机的中断输入引脚，中断请求是低电平有效。当CS和RD以及A0都为低电平时，CH375中的数据通过D7D0输出；当CS和WR以及A0都为低电平时，D7D0上的数据被写入CH375芯片中；当CS和WR都为低电平而A1为高电平时，D7D0上的数据被作为命令码写入CH375芯片中。图1主机通过CH375控制USB设备原理图图2硬件电路原理图2硬件电路设计单片机通过CH375控制USB打印机的硬件电路，如图2所示。如图2所示，CH375芯片通过被动并行接口芯片挂接到8位单片机的系统总线上，CH375的TXD引脚接地，从而使CH375工作于并口方式。CH375芯片的8位双向数据总线D7D0直接与单片机的P0数据口相连，RD和WR分别连接到单片机的读选通输出引脚和写选通输出引脚。片选信号CS连接到单片机的P26引脚，该引脚为低电平时选通CH375芯片。INT可以连接到单片机的中断输入INT0引脚，中断请求是低电平有效。地址输入线A0连接至单片机的P25引脚，当A0引脚为高电平时选择命令端口，可以写入命令；当A0引脚为低电平时选择数据端口，可以读写数据。采用74HC245三态双向总线驱动器作为打印机口向单片机传送并口数据的接口，其片选信号与单片机的P27相连，方向控制位DIR与单片机的T0相连。当DIR置成高电平时，数据从A端口向B端口传送，此时单片机可以通过读取74HC245数据端口即可得到并口数据。打印机状态信号BUSY连接至单片机的P15引脚，并口数据采集控制信号CTRL直接连至单片机的INT1中断引脚，当INT1产生中断时，单片机从并口将数据取走，然后再发送至打印机打印出来。3软件设计实现软件实现的流程如图3所示。该软件编程是用C语言实现的，通信过程主要包括两部分初始化和并口数据的采集。并口数据的采集是通过中断方式进行的。采集数据的控制信号CTRL连接至单片机的中断INT1引脚，通过不断检测INT1的状态来进行并口数据的采集。当打印机不忙（即BUSY0）时，如果有INT1中断产生，则从74HC245的数据端口将并口数据读出，同时将打印机忙标志BUSY置1（表示打印机忙）。当数据已经发送至打印机打印时，则将打印机忙标志BUSY置0。然后重复上述步骤进行并口数据的采集及打印。初始化过程分两部分单片机初始化和打印机的枚举初始化。单片机的初始化过程就是直接向相应的I/O口写初始化值及设置看门狗，可调用函数WATCHDOG_INIT实现设置看门狗。图3软件实现流程图打印机的枚举初始化过程很重要，要实现打印采集到的并口数据，首先必须成功地枚举初始化打印机。初始化USB打印机函数INIT_PRINT主要用到以下几个主要函数GET_DESCR1,获取设备描述符。RD_USB_DATABUFFER，从CH375中读取数据到单片机中。SET_ADDR3，设置打印机的USB地址。GET_FULL_DESCRBUFFER，获取配置描述符。SET_CONFIGUNSIGNEDCHARCFG，加载USB配置值。编者注具体程序见本刊网站WWWMESNETCOMCN结语本文详细介绍了基于80C51单片机和USB总线通用接口芯片CH375的LPTUSB打印机驱动器设计及C语言实现