188宝金博页面版

第 27 卷2009 年 l2 月 第 6 期 青 海 大 学 学 报 (Journal of Qinghai University( Nature Science) 自 然 科 学 版 ) V o1 ． 27 No． 6 Dec． 20o9 基于嵌入式控 制器的 USB 通信 系统设计 谢平， 李发旭 ( 青海师范大学计算机系， 青海 西宁 810008) 摘要 ： 以嵌 入 式控 制 器 AT89C51 为 出发 点 ， 介 绍 了一 种基 于 AT89C51 控 制 器与 Pc 机 之 间 的 USB 通信 系统 ， 并在汽车尾 气检测仪的数据通信 中得到 了较好应 用。这种方式可应用于当前 普遍采用的嵌入式控制器的智能仪器、 仪表的数据通信。 关键 词 ： USB 通信 ； AT89C51； 串行 通信 ； 数 据采 集 中图分类号 ： TP273 文献标识码 ： A 文章编号： 1006 — 8996( 2009) 06 — 0032 — 04 D esign on a U SB comm unication sy stem based on em b edd ed con tr oller X m P in g ． L I F a-X U ( Computer Department of Qinghai Normal University， X ining 810008 ， China) A bstract ： Based on an embedded controller A 9 C5 1 。 the U SB communication system between an A 9C 5 1 c ontroller and a P C is introd uced and the system is used in th e data comm unic ation of an automobile exhaust detec ting instrument． T he system can still be used in th e data communic ation of intelligent instruments and meters with the embedded controllers． K ey words ：USB c ommunic ation ； AT 89 C 5 1 ； serial communic ation ； data c ollec tion． 汽车尾气检测仪用于测量汽车排放废气中 HC 、 CO、 CO 及 O 的气体浓度 ， 借助于 PC 机实现 自动 计算和显示空燃 比 入 ， 对发动机燃烧性能及排放污染情况进行综合检测。具有高亮度数码显示 、 自动校 零、 自动数据线性化处理、 气路阻塞时自动报警、 故障时自动诊断所在单元、 打印测试之日期、 时间等功 能。且具有操作方便 ， 测量数据准确 ， 工作稳定可靠的特点。该系统以美 国 ATME L 公司 AT89C51? 单 片机为微处理控制器 ， 结合信号处理电路和 A／ D 转换电路可以实现对传感器信号的采样 ， 并将采样的 数据传送给 P C机。目前 PC 机与嵌人式控制器相结合 ， 在工业监控 、 数据采集和实时控制系统中应用 广泛。其中控制器系统作为从机进行数据采集和执行控制， 而 PC 机作为主机进行发送命令 、 实时检 测、 数据存储 、 动态显示等工作。因此 ， 主从机之间的通信至关重要。USB 接 口由于支持即插即用 、 热插 拔 、 传输速率快和接口统一等优点， 对于短距离的通信可采用 USB 接 口。本文结合汽车尾气检测系统 介绍 PC 机通过 USB 接 口实现与 AT89C51控制器之间的通信。 1 USB 通信 技术 USB( Univer s al Serial Bus) 统数据线连接 ， 实现数据的传送 ， 具有即插即用的功能， 支持热拔插 ， 设备 间线缆的长度可达 5 m左右。 USB 接 口信号线有 4 条线 ， 两条是电源线与地线 ( Vbus与 GND) ， 两条是 以差分方式产生的信号线( D + 与 D 一) ， 从而实现了主机系统与 USB 设备之间的数据通信， 见图 1。 USB 总线【 2 技术是基于分组交换方式的总线通信。首先把数据分成若干块 ， 然后在每块数据前添 加上同步信号、 包标识， 后面添加上 CRC 校验 ， 形成 USB 封包。USB 总线通信使用一种差分的输出驱 动器来控制数据信号在 USB 电缆上的发送 ， 即通过控制 D + 和 D 一 线从空闲态到相反的逻辑电平 ， 实现 是一种 目前通用的串行总线技术， 它是通过 PCI 总线和 PC 的内部系 ． 收稿 日期： 2009 —07 — 21 作者简介： 谢平( 1979一 ) ， 男， 四川内江人 ， 讲师， 硕士。