USB總線接口芯片CH371及其應用

USB總線接口芯片CH371及其應用

摘要：CH371是一種新型USB通用總線接口芯片。利用該芯片可在不了解任何USB協議或固件程序甚至驅動程序的情況下，輕松地將并口或串口產品升級到USB接口。文中介紹了該接口芯片的主要特點和引腳功能，給出了CH371與其它總線進行接口的幾種應用電路，同時給出了CH371與MCS-51單片機的接口程序。

1 引言

CH371是一種USB總線通用接口芯片。該芯片具有8位數據總線以及讀、寫、片選控制線和中斷輸出，可以方便地掛接到單片機、DSP、MCU等控制器的系統總線上；在計算機系統中，通過CH371的配套軟件可提供簡潔易用的操作接口，從而使其與本地端的單片機通訊就如同讀寫硬盤中的文件一樣簡單。由于CH371屏蔽了USB通訊中的所有協議，因而可在計算機應用層與本地端控制器之間提供端對端的連接。在不需要了解任何USB協議或者固件程序甚于驅動程序的情況下，就可輕松地將并口、串口產品升級到USB接口。

CH371的主要特點如下：

●屏蔽了USB協議，可在計算機應用層與本地端之間實現端對端的連接。

●具有單向數據流和請求加應答兩種通訊模式，并支持偽中斷。

●可自動完成USB配置過程，完全不需要本地端控制器作任何處理。

●采用標準的USB1.1接口，即插即用，D 引腳內置上接電阻。

●內置4個端點，支持USB的控制傳輸、批量傳輸、中斷傳輸。

●帶有通用Windows驅動程序，可提供設備級接口和應用層接口。

●具有通用本地8位數據總線，可用4線控制讀選通、寫選通、片選輸入和中斷輸出。

●占用16個地址，可選擇直接地址方式或者復用地址方式。

●內置輸入輸出緩沖區，能以中斷方式通知本地端控制器傳輸數據。

●內置I2C主接口，因而應用層可以直接讀寫外掛的I2C從設備。

●在主控方式下可以提供16根據輸入信號線或12根獨立控制的輸出信號線。

●內置上電復位電路，可提供高電平有效復位輸出和低電平有效復位輸出。

●內含可選的看門狗電路Watch-Dog，能為本地端控制器提供監控。

●具有DIP28、SOP28、DIP24、CHIP等多種封裝形式。

2 引腳功能

CH371的引腳排列如圖1所示，表1所列是其引腳功能。

表1 CH371的引腳功能

28腳封裝
的引腳號24腳封裝
的引腳號引腳名稱類 型

引 腳 說 明

2824VCC電源電源正端129GND電源接地1411XI輸入晶體振蕩輸入端，帶偏置電阻1310XO輸出晶體振蕩反相輸出端107D 雙向USB D 數據線，內置上拉電阻可控118D-雙向USB D-數據線96OFF輸入用于關閉D 上位電阻，高有效，帶下拉22151912D7D0雙向8位雙向數據總線，帶上拉，可直接輸入和獨立控制輸出44RD輸入讀選通輸入，低有效，帶上拉，同時用于看門狗的清除輸入33WR輸入寫選通輸入，低有效，帶上拉2723CS輸入片選輸入，低有效，帶下拉22ALE輸入地址鎖存使能，高有效，帶上拉，在下降沿可鎖存數據總線的復用地址11INT輸出中斷輸出，傳輸成功，低有效585部分支持A3A0雙向4位地址輸入線，帶上拉，可直接輸入和獨立控制輸出2421SCL輸出I2C接口時鐘線2320SDA雙向I2C接口數據線，開漏輸出，帶上拉2522RST輸出上電復位和看門狗復位，高有效26不支持RST輸出上電復位和看門狗復位，低有效

3 應用

3.1 與USB總線的連接

圖2是CH371與USB總線的接口連接電路，CH371芯片可以直接使用USB總線的5V電源。電容C3和C4用于電源退耦；將電阻R1和R2串接在CH371與USB總線之間可進行阻抗匹配；晶振X1、電容C1和C2用于CH371芯片的時鐘振蕩電路。CH371芯片的SCL和SDA信號線可以直接連接I2C接口的從設備，如連接24COX器件以用來存儲系統斷電后不能丟失的重要數據，也可以存儲身份識別數據、記費數據等，由于24COX中的數據只有計算機應用層才能夠存取。

3.2 與單片機的接口電路

CH371芯片具有通用的被動并行接口，可以直接連接多種單片機、DSP和MCU。圖3所示是CH371與MCS-51系列單片機的接口電路，CH371可通過D7～D0、RD、WR、CS、ALE直接掛接到AT89C51的系統總線上。連接ALE而不連接A3～A0則采用復用地址方式，連接A3～A0而不連接ALE則采用直接地址方式。當采用復用地址方式時，CH371的A3～A0腳空閑，此時可以參考主控方式將A3～A0用于LED驅動或狀態輸入等；當采用直接地址方式時，應該將CH371芯片的ALE引腳懸空或者接高電平，然后通過A3～A0直接輸入地址。該電路中，CH371可向AT89C51提供上電復位信號RST。CH3

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