电子产品世界

　　2．3 RS485接口电路设计

　　信号经过单片机的UART接口，再经过MAX485转换即构成了RS485通信接口。

　　2．4 硬件电路图

　　USB接口可以向外提供电源。USB接口规范规定：可提供电源电压为4．75～5．25 V，低输出功率USB端口最大的输出电流为100mA。信号模拟器所需的供电电压和电流满足USB接口电源指标，因此采用USB接口为信号模拟器提供电源。　　

　　3 软件设计

　　软件的设计主要包括单片机程序的设计和PC机终端应用程序的设计。

　　3．1 单片机程序设计

　　单片机程序采用C语言编程，程序结构清晰，可读性和可维护性高。

　　3．1．1 单片机读写FT245R FIFO缓冲区程序

　　单片机通过P0口来读写FT245R FIFO缓冲区中的数据。P0口作为数据总线，读数据前，须向P0口全写1，这样才能正确读取数据。FT245R FIFO缓冲区读写时序要求如前文所述。MCU读写FT245R缓冲区程序如下：

　　3．1．2 单片机流程控制

　　MCU负责USB接口芯片FT245R的数据发送接收控制，单片机串口配置及串口接收发送任务。

　　整个程序的流程分为以下几个步骤：

　　①单片机和FT245R的初始化，启动看门狗程序。

　　②对FT245R接收缓冲区有无数据进行判断，若无数据，喂狗；若有数据，转向步骤③。

　　③对帧信息类型进行判断，若为命令配置帧，则读取FT245R接收缓冲区数据，然后对串口进行配置；若为数据帧，转向步骤④。

　　④串口数据发送接收采用查询方式，MCU读取FT245R接收缓冲区的1字节，然后通过串口进行发送。

　　⑤判断串口发送和接收是否完毕，若完成，将接收到的数据写入到FT245R发送缓冲区中；若未完成，喂狗，断续执行⑤。

　　⑥重复执行②～⑤，直到读出接收缓冲区里的所有数据。

　　3．2 PC机终端应用程序软件设计

　　PC机终端应用软件程序的主要目的是实现对USB接口芯片FT245R的接口控制和读写操作，提供友好的人机界面来设置串行通信参数、数据帧格式、帧发送方式等。计算机端有关USB通信的开发不需要了解USB底层驱动，FTDI公司已经以动态链接库的形式封装好了面向功能应用的API函数，开发者可以在多种高级语言中调用，功能强大且灵活方便。

　　FTDI公司为FT245R芯片提供了2种驱动程序：VCP驱动和D2XX驱动。使用VCP驱动程序，数据传输速率可达300 kb／s；使用D2XX驱动程序，数据传输速率可达1 Mb／s。下面分别介绍基于以上2种驱动的应用软件程序设计。

　　3．2．1 基于VCP驱动的应用程序设计

　　在PC机上安装一个由FTDI公司提供的虚拟串行口VCP(Virtual COM Port)驱动程序，它是将USB接口芯片虚拟成操作系统的一个串口通信口，对这一虚拟的串行口的操作等同于对该USB接口设备的操作。应用程序通过调用 Win32 COMM控件的API函数来完成对芯片的读／写操作。

　　VCP驱动由2部分组成：FTDIBUS和FTSER2K。FTDIBUS完成2个功能：控制虚拟串口的生成，以及与USB接口芯片进行通信。FTSER2K完成对串口的各种操作。

　　应用软件程序设计可以采用成熟的串行通信控件MSComm来完成对虚拟串口的各种操作。MSComm控件很好地封装了Windows API的串口通信函数，屏蔽了繁琐的通信细节，只需使用控件提供的接口即可。

关键词： USB 接口 信号模拟器