基于USB2.0的红外数据传输系统的设计与实现

2010-08-21 10:55:46来源: 中北大学

 

1引言

  随着测试技术和无线通信技术的发展和应用,测试仪器向微型化、低功耗发展,红外数据传输成本低廉,简单易用,在很多小型设备中得到广泛应用。为避免接口插拔造成仪器损坏,实现测试仪器与PC机间的无线数据传输,减少不必要的线缆连接,这里设计一种基于USB2.0的红外数据传输系统,该系统具有低功耗、控制简单、实施方便,传输可靠性高等特点。

2系统硬件设计

  2.1主要器件选型

  Cypress公司的CY7C68013器件包含USB2.0的集成微控制器。它内部集成有1个增强型的8051、1个智能USB串行接口引擎、1个USB数据收发器、2个UART、3个8位I/O口、16位地址线、8.5KBRAM和4KBFIFO等。增强型的8051内核完全与标准8051兼容、而性能可达到标准8051的3倍以上。每条指令占4个时钟周期,在48MHz晶振下工作时,单指令周期为83.3ns,执行速度远快于标准的8051单片机。EZ-USBFX2支持3种接口模式,即GPIF控制器模式、从属FIFO模式和端口模式。GPIF控制器模式和从属FIFO模式与外围设备是8位或16位数据并行传输,根据本系统需要,选择串行通信的端口模式。
由于USB传输的数据是基带二进制信号,而红外收发器传输的数据是3/16归零码,因此选用编解码器HSDL-7001实现CY7C68013器件与红外收发器之间的数据转换。为了实现系统的小体积,选用TFBS4652型红外收发器,该收发器是最小的红外收发器之一(6.8mmX2.8mmX1.6mm),质量仅为0.05g。最大传输速率达115.2Kbit/s(SIR),发光二极管的工作电压范围为2.4~3.6V,温度为-25~85℃。此外,该收发器还具有发送接收的使能控制端,当系统不工作时,可将此端口置低,这样收发器就处于关闭状态,降低系统消耗。

  2.2系统设计组成

  本传输系统主要由USB2.0接口电路(包括接口器件CY7C68013、电源转换、串行E2PROM)、红外编码解电路和红外收发器3部分组成。当需将外围设备中存储的数据读取到PC机时,PC机向USB2.0接口器件CY7C68013发送读取数据的请求命令,CY7C68013接收到请求命令后,把与外围设备通信的校验码通过串行通信接口发送至红外编解码HSDL-7001,然后将接口器件发送出的串行二进制数据编码成3/16归零码的脉冲,3/16归零码数据通过串行数据线传送至红外收发器,此时接口器件开启红外收发电器的收发使能端,红外收发器以红外光信号的形式发射3/16归零码脉冲数据,完成命令的发送;当外围设备连接的红外收发器接收到发送的3/16归零码数据命令后,将其送至外围设备,外围设备收到命令后响应发送数据,即完成一次从PC机到外围设备的数据通信。其具体实现原理如图1所示。

实现原理

  2.3红外编解码电路

  图2为红外编解码电路,主要用到红外编解码器HSDL-7001,该器件遵循IrDA1.0通信协议物理层规范,接口与SIR收发器相兼容,可与标准的16550UART连接,具有内部或外部2种时钟模式,工作电压范围为2.7~5.5V,可发送/接收1.63μs或3/16脉冲数据形式。其中16XCLK为16倍波特率的时钟输入端,只在外部晶振时使用。

红外编解码电路

  OSCOUT、OSCIN为晶振接口,低电平时选择内部时钟。TXD引脚接收CY7C68013单片机串行端口发送的数据,经编码调制后,以脉冲的方式传输到IR_TXD端口。红外光脉冲数据转变来的电平脉冲信号,经IR_RX端口进入HSDL-7001,经内部解调后,通过RX引脚将数据发送到CY7C68013单片机的串行端口。引脚A0、A1、A2用于改变HSDL-7001的波特率选择,以匹配外同设备与PC机之间数据的传输。

  

[1] [2]

关键字:USB2.0  红外数据传输系统

编辑:鲁迪 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/afdz/2010/0821/article_2912.html
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