來源：《電子技術應用》

     摘要：介紹usb接口在串行通信中的應用，討論usb接口同rs-232接口的轉換以及usb接口modem的簡化設計，并給出了實際中的產品樣圖。

     關鍵詞：usb

     rs-232 通訊類 unimodem

     1 usb接口簡介

     usb即通用串行總線，可以實現(xiàn)熱插拔，采用菊花鏈結構，最多可以同時連接127臺設備，由總線提供電源，并有檢錯、糾錯功能以保證數(shù)據正確傳輸。

     usb在pc機上應用時，pc機的操作系統(tǒng)需要支持usb協(xié)議，此時pc機上的軟件包括兩部分：usb初始化軟件和運行部分。前者對外設進行構造并定義一個唯一的標識，這就是所謂的列舉過程，以獲得每個外設的描述表。

     另外usb主機端軟件分層為多種外設的類，如大存儲器外設、通訊外設、音頻外設、人機接口外設等。

     usb數(shù)據線傳送差分信號，所有通信由根集線器初始化，并由外部集線器復制，其連接為點到點，采用半雙工。usb數(shù)據線上無時鐘信號，故節(jié)點間為異步通訊，總線上所有外設的額定通信速率為12mhz，外設采用過采樣方式從總線上接收信號。接收器依賴于有規(guī)律的信號變化以保持與發(fā)送器的同步，usb規(guī)格書中采用不歸零翻轉實現(xiàn)其數(shù)據線的發(fā)送編碼。

     2 usb到rs-232轉換器

     rs-232是個流行的接口。在ms-dos中，四個串行接口稱為com1、com2、com3和com4，而約大部分windows應用程序最多可以有4個外設，但是如果用戶要擴充更多外設時，就必須要用插入式串行卡或者外部開關盒實現(xiàn)。

     rs-232點對點連接，一個串口只能連接一個外設。而usb是一種多點、高速的連接方式，采用集線器能實現(xiàn)更多的連接。usb接口的基本部分是串行接口引擎sie，sie從usb收發(fā)器中接收數(shù)據位，轉化為有效字節(jié)傳送給sie接口；反之，sie接口也可以接收字節(jié)轉化為串行位送到usb總線。

     圖1為轉換器加串行外設示意圖。在轉換器和外設接收器端各有一個微控制器，實際上這兩個微控制器可以合并，可采用mcs-51系列控制器或者i2c總線微控制器實現(xiàn)。

     圖2為使用外部usb連接的微控制器示意圖，通用微控制器選用mcs-51，usb外圍芯片是philips的pdiusbd11，該芯片帶有i2c接口，其sie接口包括一個中斷和一個較大寄存器，用于對i2c總線的存取。當一個數(shù)據包來到時，pdiusbd11將其中斷線拉低，微控制器轉和中斷處理程序，首先讀取pdiusbd11的中斷狀態(tài)寄存器，然后再讀取其他寄存器的值，以獲得數(shù)據包類型和包中數(shù)據。每次傳送完一個數(shù)據包均會產生一次中斷請求，中斷處理程序監(jiān)視控制序列并檢測所有錯誤。

     3 用usb連接56kbps modem設計

     usb協(xié)議中包括一個通信類，定義了一種結構，以囊括所有用于遠程通信服務和中速網絡服務設備。這樣，外設就可以將自身標識為一個通信類的外設。

     3.1 傳統(tǒng)的modem結構

     傳統(tǒng)modem一般包括：

     ·微控制器：以對控制碼譯碼（at命令集）

     ·數(shù)字信號處理器（dsp）：對信號調制和解調

     ·模擬調制和解調電路

     ·數(shù)據存取管理電路

     ·隔離器：將高電壓或高電流隔離電話線