基于MCU和CH375的并口转USB口驱动器的设计

　　引言

　　在现代工业控制和研究过程中, 人们常常会使用到一些外设接口只有并口的仪器, 单一的老式并口外设决定了要打印仪器分析和测量的数据只能使用传统的并口打印机, 同时数据只能打印而无法通过 Flash设备存储下来, 为此给工业生产与研究也带来极大不便。与此同时传统的并口打印机, 由于其速度较慢, 且拔插也不方便, 因而逐渐被 USB 打印机所代替, USB接口具有即插即用、热插拔以及较高的传输速率, 也逐渐成为PC 机以及一些智能仪器与外设连接的普遍标准。因此迫切需要设计一种并口转USB口的驱动器* 以支持流行的 USB 打印机, 基于此设计开发了一款USB 打印机驱动器的转接板来支持只有并口外设接口的分析仪器和USB 打印机的连接。

　　该驱动器的主要功能是: 接收仪器的打印指令,并将指令转换为指定打印机的指令, 使单片机接收并口数据并发送数据给USB 打印机达到控制USB 打印机打印数据。

　　USB 打印机接口驱动器的设计由硬件部分和软件部分构成, 而硬件部分主要有四部分组成: 电源、MCU 控制器、USB 主控制器。其中: MCU 采用华邦电子生产的一款可在线升级的标准8052 单片机W78E516B, 而USB 主控芯片采用南京沁恒电子生产的一款USB 总线通用接口芯片CH375。

　　1 USB 主控制器介绍

　　USB 主控制器CH375 支持USB HOST 主机方式和DEVICE 设备方式。在本地端, CH375 的 USB 主机方式支持并行接口和串行接口。在主机方式下, CH375支持各种常用的 USB 全速设备, 外部单片机需要编写固件程序按照相应的USB 协议与 USB 设备通讯。CH375 芯片在本地端提供了通用的被动并行接口和点对点的串行接口。并口信号线包括: 8 位双向数据总线D7～D0、读选通输入RD#、写选通输入WR#、片选输入CS#、中断输出 INT# 以及地址输入线A0。通过被动并行接口, CH375 芯片可以很方便地连接到W78E516B 系统总线上。

　　CH375 芯片内部集成了USB 接口SIE、数据缓冲区、被动并行接口、串行接口、命令解释器、控制传输的协议处理器、通用的固件程序等。USB 接口SIE 是USB 主机方式和USB 设备方式的一体式 SIE, 用于完成物理的 USB 数据接收和发送, 自动处理位跟踪和同步、NRZI 编码和解码、位填充、并行数据与串行数据之间的转换、CRC 校验、事务握手等。数据缓冲区用于缓冲USB 接口SIE 收发的数据。被动并行接口用于与外部单片机交换数据。串行接口用于代替被动并行接口与外部单片机交换数据。命令解释器用于分析并执行外部单片机提交的各种命令。控制传输的协议处理器用于自动处理常用的控制传输的多个阶段, 简化外部固件。

　　CH375 与单片机的连接框图如图1 所示: