本文所分析的实质是依托于一个便携式筑立巡检体系。体系的硬件是由电源管造模块、信号管理模块、数据搜罗模块、以TMS320F2812为中枢的微管理器模块、液晶显示模块、接口模块组成，软件合键是由巡检管造软件组成。便携式筑立巡检体系布局图如图1所示。

　　USB是一个表部总线模范，用于典型电脑与表部筑立的贯串和通信。USB接口援救筑立的即插即用和热插拔性能。USB接口可用于贯串多达127种表设，如鼠标、调造解调器和键盘等。USB是正在1994岁终由英特尔、康柏、IBM雷竞技APP、Microsoft等多家公司结合提出的，自1996年推出后，已凯旋取代串口和并口，并成为当今个别电脑和豪爽智能筑立的必配的接口之一。

　　以前的表部筑立是通过RS232、RS485、并行接口、PCI接口和PS/2接口等老式专用接口来竣工与打算机的通讯。与老式打算机接口比拟，USB接口拥有以下甜头[1]：

　　1、可能热插拔。这就让用户正在利用表接筑立时，不必要反复“合机将并口或串口电缆接上再开机”如许的作为，而是直接正在电脑处事时，就可能将USB电缆插上利用。

　　2、带领简单。USB筑立人人以“幼、轻、薄”见长，对用户来说，同样20G的硬盘，USB硬盘比IDE硬盘要轻一半的重量，正在思要随身带领豪爽数据时，当然USB硬盘会是首要之选了。

　　3、模范同一。民多常见的是IDE接口的硬盘，串口的鼠标键盘，并口的打印机扫描仪，不过有了USB之后，这些操纵表设绝对可能用同样的模范与个别电脑贯串，这时就有了USB硬盘、USB鼠标、USB打印机等等。

　　4雷竞技APP、可能贯串多个筑立。USB正在个别电脑上往往拥有多个接口，可能同时贯串几个筑立，若是接上一个有四个端口的USB HUB时，就可能再连上；四个USB筑立，以此类推，尽可能连下去，将你家的筑立都同时连正在一台个别电脑上而不会有任何题目（注：最高可贯串至127个筑立）。

　　（1）性能层：合键担任数据传输操作，性能层由USB筑立的性能单位和对应的USB主机顺序构成。特定的USB主机顺序段用于与特定的USB筑筑性能单位的通讯。

　　（2）USB筑立层：合键用于管造USB筑立、分拨USB所在、读取筑立描摹符。正在这一层中，可能使USB主机得回该USB筑立的才气雷竞技APP。这局部性能一方面必要USB主机自愿告终，另一方面也必要用户编写相应的固件顺序实行援救。

　　（3）USB总线接口层：合键用于竣工USB主机和USB筑立之间的数据传输。正在USB契约中，USB总线接口利用NRZI编码（反向非归零编码）来传输数据，USB主限定器和USB集线器将数据领受或发送，并自愿实行解码或编码，这局部日常由USB体系硬件自愿告终。

　　USB是一种常用的pc接口，他唯有4根线，两根电源两根信号，故信号是串行传输的，usb接口也称为串行口，usb2.0的速率可能到达480Mbps。可能满意百般工业和民用必要。USB接口的输出电压和电流是： +5V 500mA 实质上有偏差，最大不行赶上+/-0.2V 也便是4.8-5.2V 。usb接口的4根线日常是下面如许分拨的，必要贯注的是切切不要把正负极弄反了外接设备，不然会烧掉usb筑立或者电脑的南桥芯片：黑线：gnd 红线：vcc 绿线：data+ 白线表部USB接口扩展

　　Cypress公司的EZ-USB FX2系列芯片是寰宇上第一款承受了USB2.0契约的微管理器，最榜样的便是CY7C68013，其重大性能搜罗USB接口以及与8051兼容的指令体系雷竞技APP，然而其功耗对照大，绝对值高达936mW。因而，Cypress公司随后又推出了低功耗版本EZ-USB FX2LP系列芯片，其顶用的对照多的是CY7C68013A芯片，本文就选用CY7C68013A行为USB接口的限定芯片。

　　因为TMS320F2812内部没有集成USB限定器，是以要竣工TMS320F2812通过USB接口与上位机实行通讯，就必要表扩一个USB限定器，本文选用CY7C68013A行为USB限定器。基于CY7C68013A合键用于限定USB接口通讯，并错误其他筑立实行操作，策画入选用了Cypress公司供给的简化版本的56引脚CY7C68013A，包蕴PA、PB、PD共3个8 bit并行I/O口。个中PB、PD构成16 bit数据总线的GPIO口，担任数据传输；PA复用为USB通讯的所在、时序限定和状况信号[3]。CY7C68013A供给了两种接口形式：slave FIFO和GPIF。策画入选用了slave FIFO接口形式，以便于TMS320F2812可能像日常FIFO相通对CY7C68013A中的端点数据缓冲区实行读写。TMS320F2812扩展CY7C68013A与USB接口电道道理图如图2所示。

　　差分信号有着鲜明的不够，便是它必要两根走线，若是PCB上信号都采用差分散线的形式，可能设思电道策画者会陷入绝境。然而差分信号

　　（1）差分信号正在低电平操纵时十分有用。由于若是一个信号的电平十分低，那么这个信号就对照容易受到其他信号的滋扰，而差分信号使这个信号的电平加倍。

　　（3）若是两根信号都存正在噪声滋扰，就可能通过相减来抵消噪声，因而差分信号对信号滋扰有着自然的免疫力。

　　关于差分散线，若是两根信号线的长度不相称，正在领受端收到信号的相位会爆发转折，因而实行差分散线时，要将差分信号对牵造为等长布线。关于USB的差分信号仿线可能旁观到，没有接电阻端的差分信号存正在较强的过冲和振铃情景，容易惹起时钟或数据的误判。针对这种情景，通过HyperLynx打算出差分阻抗为159 Ω，而实质中只可选用与159 Ω左近的160 Ω电阻替代。通过正在差分信号领受端端接160 Ω电阻来优化差分散线，改观了差分信号存正在的过冲和振铃情景，保障了筑立巡检体系的太平运转。原委优化，端接了160 Ω电阻的差分信号仿线 Ω电阻优化后，差分信号线的过冲和振铃情景取得了很好的压造。

　　USB以其幼巧的体积、重大的性能、高效的传输速率及兼容性强等上风速速成为各嵌入式体系与上位机实行通讯的苛重形式。本文基于实质项目，认识了USB通讯的特性与上风，进一步给出了TMS320F2812扩展CY7C68013A限定USB接口与上位机实行通讯的硬件策画。而且利用HyperLynx软件对USB的差分数据信号实行仿真，改革了硬件策画，确保便携式筑立巡检体系正在工业现场的牢靠运转。USB接口扩大雷竞技APP与差分暗号仿真