基于USB接口电路的远程电压监测系统

文章摘要：端点O是AN2131QC芯片中唯一的控制端点。AN2131QC提供了2个64字节的缓冲区INOBUF和OUTOBUF。另外有一个附加的8字节缓冲区，对端点O来说是唯一的，这个缓冲区保存着在控制传输过程中的SETUP阶段到达时的数据。中断传输是一种特殊的块传输。AN2131QC控制端点O接收特殊的SETUP令牌，它是一种主机用来处理设备控制信号的传输。主机通过端点。发送一系列标准设备请求表。2．3 AN2131QC的程序引导AN2131QC内部没有ROM，因此程序只能在上电复位时从外部导入，主要为以下几个途径：(1)通过驱动程序，CYPRESS公司提供了工具将编译的固件HEX文件嵌入到驱动程序内

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　　端点O是AN2131QC芯片中唯一的控制端点。AN2131QC提供了2个64字节的缓冲区INOBUF和OUTOBUF。另外有一个附加的8字节缓冲区，对端点O来说是唯一的，这个缓冲区保存着在控制传输过程中的SETUP阶段到达时的数据。中断传输是一种特殊的块传输。AN2131QC控制端点O接收特殊的SETUP令牌，它是一种主机用来处理设备控制信号的传输。主机通过端点。发送一系列标准设备请求表。

　　2．3 AN2131QC的程序引导

　　AN2131QC内部没有ROM，因此程序只能在上电复位时从外部导入，主要为以下几个途径：

　　(1)通过驱动程序，CYPRESS公司提供了工具将编译的固件HEX文件嵌入到驱动程序内，USB外围设备接入到总线后，主机自动将固件程序写入到：EZ-USB内RAM，完成枚举和重枚举。

　　(2)通过外部12CE2PROM。将固件HEX文件通过“HEX2BIX-I-B2(TARGET)．IIC(SOURCE)．HEX”命令转换成IIC文件，用编程器或者“控制面板程序”写入到I2C器件。I2C器件选用24LC64A或者24AA64，将其A0管脚上拉到高电平，A1，A2接地。

　　(3)采用外部FLASHIROM和RAM。固件程序如果大于4 K，那么就要考虑用这种方式，注意EA上拉到高电平。

　　2．4 AN2131QC的电路配置

　　主机向外围USB设备提供的最大电流是500 mA，因此当USB外围设备电流消耗超过500 mA时，需外接电源。AN2131QC的工作电压是3．3 V，可以通过LDO芯片将5 V转换成3．3 V。

　　几点要说明：

　　(1)芯片的5、6、13、14、72脚通过一个1 kΩ电阻接地，主要用于上电测试。

　　(2)无论I2C总线是否外接有器件，SCL和SDA管脚都应通过2．2 kΩ的电阻上拉。

　　(3)不能让WAKEUP管脚悬空。

　　(4)将USB+和USB-通过2个24 Ω电阻接到D+和D-端，可以抑制虚噪声信号和限制环流。

　　2．5 AN213lQC的固件程序开发

　　从CYPRESS公司网站，可以下载到“控制面板程序”和驱动程序，也可以得到开发例程。通过开发例程，可以总结出开发自己固件程序的框架，从而可以完成USB外围设备的开发。在建立固件程序框架后，根据地址分配，在KEILC51编译器内设置编译连接地址，如果选用内部RAM，CODE地址设置为Oxl00，XDATA地址设置为Oxl200。

　　3 辅助电路

　　看门狗电路用来防止系统因干扰造成的死机，电路见图3。当系统正常工作时，由软件控制，在短于单稳态T1的定时周期内，通过805l的P3．1脚向其发触发脉冲，使其工作在暂稳态，1Q保持低电平。一旦系统工作不正常，当单稳态定时时间一到，在2Q输出端输出一个负脉冲，使系统复位。

　　键盘、显示电路，该电路完成电路各种状态的设定及显示。按键共有UBS传输停止、时间设定、状态设定、+、-等键。通过74LS237与处理芯片相连。单片机使用查寻方式检测按键状态。显示电路由4片数码组成。

　　4 数据的处理

　　数据采集电路在现场工作一段时间、约为lO天后，将U盘取下，通过供电公司的计算机将U盘中的数据读入，并将U盘的内容清除以备重复使用。数据处理有如下内容，各变电站的日、月电压合格率统计报表，包括每日、月的上超率、下超率、最大值、出现时间、延续时间、最小值、出现时间、延续时间。变电站的日、月电压运行曲线，供电局季度、年供电统计表等几部分。在完成变电站的日、月电压运行曲线时，根据测得的电压值在显示器上以二阶方程形式平滑显示，通过向显示器上置点的方式作出，使得电压变化曲线直观、准确。将显示器上做出的曲线以图像形式读入内存，通过变换打出曲线。软件用Visual basic完成，使用下拉式菜单结构，具有良好的用户介面。

　　5 结束语

　　由于使用了基于AN2131QC的USB接口电路进行数据传输，简化了控制电路，节约了资金，从使用上看，系统运行稳定，维护方便，满足设计要求。(国外电子测量技术 作者：郭辉 许卫 孙国春 空军航空大学)

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