基于I^2C总线技术的USB接口设计

　　1前言

　　USB(Universal Serial Bus)通用串行总线是在1994年底由康柏、IBM、Microsoft等多家 公司联合制订的，但是直到1999年，USB才真正被广泛应用。同时，他也得到了各PC厂商、芯片制造商和PC外设厂商的广泛支持，USB外设在国内外以惊人的速度发展，迄今为止，各种USB的外设已经有数千种。为PC外围设备设计USB接口已成为大势所趋。

　　随着单片机技术的发展，单片机的功能日益强大，外围电路日益复杂，其有限的管脚也就显 得捉襟见肘。目前采用普通单片机外加USB接口芯片开发USB外设时，USB接口器件大都是采 用并行接口与单片机相连接，这样再加上一些控制信号线，总共需要占用单片机十余个管脚 ，对于一般对传输速度要求不是很高的设备显得有些浪费，特别是对于为产品转型而 进行的USB接口开发，势必会影响原来的电路连接和功能设置。因此，采用一种既能保持较 高的传输速度，又能减少单片机引脚使用的USB接口开发方法很有必要。本文介绍一种 采用Philips公司带I2C接口的USB接口芯片PDIUSBD11进行USB接口开发的方法，他使用高速通用I2C接口与单片机相连接。

　　2背景介绍

　　2.1USB背景介绍

　　USB是一些PC厂商为解决日益增加的PC外设与有限的主板插槽和端口间的矛盾制定的一种 串行通信标准。他传输速度快，能提供3种传输方式：低速模式(速率为1.5 Mb/s);中速模 式(速率为12 Mb/s);高速模式(速率为360 Mb/s以上)。数据传输可靠，USB设备在发送 数据时支持 数据侦错和纠错功能，增强了数据传输的可靠性。设备安装和配置容易，安装USB设备不必 再打开机箱，增减设备不用关闭计算机，所有USB设备支持热插拔，系统对他进行自动配置 。易于扩展，外设接口之间采用菊花链形式连接通过使用Hub扩展可连接多达127个外设。能 够采用总线供电，USB总线提供最大达5 V电压，500 mA电流，可为小型设备供电。使用灵活，USB共有4种传输模式：控制传输(control)、同步传输(synchronization)、中断传输 (interrupt)、批量传输(bulk)，以适应不同设备需要。

　　2.2I2C总线技术介绍

　　I2C总线技术是Philips公司研制出来的串行扩展技术。他是一种简单、双向二线制同步串 行总线，他只需要2根线(串行时钟线SCL和串行数据线SDA)即可在连接于总线上的器件之 间传送信息。对于并不要求很高的数据传输速度的外设，I2C总线的使用无疑简化了系统 ，增加了硬件构成的灵活性，是一种高效、方便的串行扩展总线。

　　使用I2C传输数据有2种基本方法。第一种是采用I2C总线标准的单片机或IC器件，其内 部含有I2C接口电路，使用这种方法可直接从接口读写数据。第二种是采用软件程序模拟I2C总线的时序来完成接口功能，使用这种方法可任意从单片机中选取2个I/O口，作为串 行时钟线SCL和串行数据线SDA，使用灵活。