CC2531芯片的全速USB接口设计

1、【Word版本下载可任意编辑】 CC2531芯片的全速USB接口设计在USB的文件中，定义了将某种相同属性的设备整合在一起的群体，称之为类。这样做可以同时开发该类的驱动程序，提高了驱动程序的复用性。CDC类是通信设备类的简称，是专为各种通信设备定义的子类。根据应用场合的不同，CDC类可以分成以下不同的模型：POST（传统纯电话业务）模型、ISDN模型和Networking（网络）模型。其中，POST模型又可以分为DL（直接线控制）模型、AC（抽象控制）模型、Datapump（数据泵）模型、T（电话）模型。CDC类的构造如图1所示。本文的USB接口开发就属于POST模型下的AC模型。 图1 CD

2、C类构造图 此外，CDC又由CommunicatiON Interface Class（通信接口类）和Data Interface Class（数据接口类）组成。通信接口类主要负责设备的管理和控制，数据接口类则负责数据的传输。不同的模型端点需求不同，对系统所用的抽象控制模型来说，通信接口类需要一个控制端点（Control Endpoint）来管理设备的枚举、虚拟串口的波特率和数据类型的设置。数据接口类的需求相比照较灵活，本例中采用一个块传输 IN端点和一个等时传输OUT端点。 2 CC2531芯片简介 CC2531是TI公司针对2.4 GHz ISM频带推出的第二代支持ZigBee/IEEE

3、802.15.4协议的片上集成芯片。其内部集成了高性能射频收发器、工业标准增强型8051 MCU内核、256 KB Flash和8 KB RAM;具有1个USB全速接口、2个USART、8位和16位定时器、看门狗定时器、8路输入可配置的12位ADC、21个GPIO、AES128协同处理器；硬件支持CSMACA、数字化的RSSI/LQI和强大的DMA功能，具有电池监测和温度感测功能。 CC2531全速USB接口的构造如图2所示。其特性如下： 全速操作（12 Mbps）； 6个端口，端口0为控制端点，其余5个为数据传输端点； 具有1 KB SRAM（FIFO）存储USB数据包； 端口支持的数据包大

4、小为8512字节； 支持双缓冲传输模式。 图2 USB接口构造图 端点0（EP0）为控制端点，枚举阶段的通信都是通过该端口完成的。端点15（EP15）可以通过SFR配置为等时、块、中断3种传输方式。其中块传输端点和中断传输端点对应的USB存放器设置是一样的，但在固件方面具有不同的属性。同时为了加快数据传输，还可以使用双缓冲模式。在配置各个端点的属性之前，必须通过特殊存放器USBINDEX来选择不同的端点，以此来选择当前开展配置的端点存放器组。 3 USB通信的实现 CC2531的USB硬件连接很简单，如图3所示。采用USB总线供电方式，通过电压转换芯片AM11173.3为硬件电路提供3.3 V

5、电压（图中未画出）。由于该设备为全速设备，因此D+信号线通过电阻上拉。 图3 CC2531的USB硬件连接 按照CDC类抽象控制模型对端点的需求，采用端点0作为控制端点，完成设备的枚举和串口参数的设置。将端点2和端点4分配给数据接口子类，作为IN和OUT端点，虚拟串口的数据传输主要在这两个端点开展。具体的配置如下： currentLineCoding.dteRate=HAL_UART_BAUDRATE_115200;/波特率设置 currentLineCoding.charFormat=CDC_CHAR_FORMAT_1_STOP_BIT;/1个停止位 currentLineCoding.pa

6、rityType=CDC_PARITY_TYPE_NONE;/无奇偶校验 currentLineCoding.dataBits=8;/8位数据 USBINDEX=0 x02;/选择端点2 USBCSIH=0 x01; /方向：IN块传输，双缓冲模式 USBMAXI=0 x20;/包数目 256字节（8字节为单位） USBINDEX=0 x04;/选择端点4 USBCSOH=0 x40;/方向：OUT等时传输，单缓冲模式 USBMAXO=0 x20;/包数目 256字节（8字节为单位） 下面以IN端点2为例，说明数据如何通过USB接口传递到电脑上。当电脑发出IN请求时，如果USB端点2的FIFO

7、非空，就向电脑发送FIFO里的内容；如果FIFO为空，则向电脑发送一个空包作为回应。CC2531通过存放器位USBCSIL.INPKT_RDY来控制电脑和8051 MCU内核对USB的FIFO的使用权。当INPKT_RDY=1时，电脑正在对USB端口开展访问，8051 MCU内核无法向FIFO内写入数据；当INPKT_RDY=0时，8051 MCU内核可以将发送数据写入FIFO内，置位INPKT_RDY=1，完成数据的上传。其流程如图4所示。 图4 端点2数据流程 4 温度采集的实现 采用CC2531作为温度数据的会聚节点，采用IEEE 802.15.4协议组成一个由10个采集终端组成的星状网络，对终端节点的温度开展采集。终端节点硬件由CC2530实现，温度传感器采用DS18B20.上位机由Visual C+编写，实现数据的实时显示，并实现数据的存储和历史温度查询。CC2531的USB设备描述符里声明PID=0 x1000，VID=0 x0451，UBS驱动采用Windows XP系统提供的usbser.sys.温度采集结果如图5所示。 图5 温度采集结果 结语 采用CC2531无线