USB接口芯片SL811HS在51单片机系统中的应用
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2020-12-10
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USB接口芯片接口芯片SL811HS在在51单片机系统中的应用单片机系统中的应用
摘要：介绍了CYPRESS公司生产的主／从双工作模式USB接口芯片SL811HS的性能与内部结构，给出了
SL811HS芯片在单片机系统中扩展ＵＳＢ接口的硬件电路，同时给出了该系统的USB驱动程序及实现Ｕ盘读写
功能的应用程序。USB接口。Ｕ盘读写１ 引言ＵＳＢ（通用串行总线）是ＩＮＴＥＬ、ＤＥＣ、ＭＩ-ＣＲＯＳ
ＯＦＴ、ＩＢＭ等公司联 摘要：介绍了CYPRESS公司生产的主／从双工作模式USB接口芯片SL811HS的性
能与内部结构，给出了SL811HS芯片在单片机系统中扩展ＵＳＢ接口的硬件电路，同时给出了该系统的USB驱
动程序及实现Ｕ盘读写功能的应用程序。 关键词：SL811HS
摘要：介绍了CYPRESS公司生产的主／从双工作模式USB接口芯片SL811HS的性能与内部结构，给出了SL811HS芯片在单
片机系统中扩展ＵＳＢ接口的硬件电路，同时给出了该系统的USB驱动程序及实现Ｕ盘读写功能的应用程序。USB接口。Ｕ
盘读写１ 引言ＵＳＢ（通用串行总线）是ＩＮＴＥＬ、ＤＥＣ、ＭＩ-ＣＲＯＳＯＦＴ、ＩＢＭ等公司联
摘要：摘要：介绍了CYPRESS公司生产的主／从双工作模式USB接口芯片SL811HS的性能与内部结构，给出了SL811HS芯片在
单片机系统中扩展ＵＳＢ接口的硬件电路，同时给出了该系统的USB驱动程序及实现Ｕ盘读写功能的应用程序。
关键词：关键词：SL811HS；USB接口；驱动程序；Ｕ盘读写
１１ 引言引言
ＵＳＢ（通用串行总线）是ＩＮＴＥＬ、ＤＥＣ、ＭＩ-ＣＲＯＳＯＦＴ、ＩＢＭ等公司联合提出的、最近几年逐步在ＰＣ领
域广为应用的新型接口技术。ＵＳＢ接口通用性好、实时性强、传输方式多样、成本低、支持即插即用、易于扩展且便于使
用，这些优点使其得到许多硬件厂商的青睐。目前各种类型的ＵＳＢ产品已大量涌入市场，同时也被广泛地用在ＰＣ机及嵌入
式系统中。
ＵＳＢ的拓扑结构中居核心地位的是Ｈｏｓｔ（也称为主机），任何一次ＵＳＢ数据传输都必须由主机发起和控制，所有的Ｕ
ＳＢ外设都只能和主机建立连接，任何两个外设之间或是两个主机之间无法直接通信。而目前，扮演主机角色的大多是个 电
脑ＰＣ。而我们买到和使用的ＵＳＢ移动设备都是ＵＳＢ外设（ｄｅｖｉｃｅ），如ＵＳＢ的移动硬盘、ＵＳＢ接口的数码相
机等。所有这些设备都只能在ＰＣ上或通过ＰＣ来进行文件和数据交换。没有了ＰＣ，这些设备就“失灵”了（指数据交换的功
能）。
５１系列单片机以其优越的性能、成熟的技术高可靠性、高性价比吸引了大量国内用户，被广泛应用于测控和自动化领域。用
５１系列单片机实现ＵＳＢ主机接口，进而实现对ＵＳＢ外设的控制，对提高整个系统的数据存储、数据传输、设备控制等性
能都有很大的作用。本文使用５１系列单片机Ｗ７８Ｅ５４和ＵＳＢ接口芯片ＳＬ８１１ＨＳ设计了一个ＵＳＢ主机接口，通
过该接口可实现对ＵＳＢ外设Ｕ盘的读写控制，从而实现单片机数据采集系统的海量数据存储＊。
２ ＳＬ８１１ＨＳ的结构性能２ ＳＬ８１１ＨＳ的结构性能
ＳＬ８１１ＨＳ是ＣＹＰＲＥＳＳ公司生产的、可支持全速数据传输的ＵＳＢ控制芯片该芯片采用２８脚ＰＬＣＣ和４８脚
ＴＱＦＰ两种封装形式，且内含ＵＳＢ主／从控制器，支持全速（ｆｕｌｌ－ｓｐｅｅｄ）／低速ｌｏｗ－ｓｐｅｅｄ数据
传输，并能自动识别低速或全速设备。ＳＬ８１１ＨＳ所提供的接口遵从ＵＳＢ１．１标准，可与微处理器、微控制器、ＤＳ
Ｐｓ相连，也可直接与ＩＳＡ、ＰＣＭＣＩＡ及其它总线相连。ＳＬ８１１ＨＳ的数据接口与微处理器进行接口可提供８位数
据Ｉ／Ｏ或双向ＤＭＡ通道，并能以从机操作方式支持ＤＭＡ数据传输。此外，通过中断支持还可以轻松地与Ｍｏｔｏｒｏｌ
ａ、Ｉｎｔｅｌ 及其它众多类型的标准微处理器或微控制器相连。ＳＬ８１１ＨＳ内部有一个２５６字节的ＲＡＭ，可用做
控制寄存器或数据缓冲器。ＳＬ８１１ＨＳ的内部结构框图如图１所示。
３３ 和微控制器的硬件接口和微控制器的硬件接口
图２所示是５１系列微控制器Ｗ７８Ｅ５４与ＳＬ８１１ＨＳ的连接电路。在该设计硬件时，由于所选用的５１系列单片机Ｗ
７８Ｅ５４及其周围元件的工作电压为５Ｖ，而ＳＬ８１１ＨＳ的工作电压为３．３Ｖ，所以系统应同时提供５Ｖ和３．３Ｖ
电源；虽然ＳＬ８１１ＨＳ可以使用１２ＭＨｚ晶振，但在实际使用过程中发现，如果晶振质量不太好，电路稳定性就会比较
差，因此，设计时推荐使用４８ＭＨｚ晶振；由于ＳＬ８１１ＨＳ的中断请求输出的是高电平，因此需要用反向器把它变换成
低电平以满足Ｗ７８Ｅ５４中断输入要求；此外，ＳＬ８１１ＨＳ是低电平复位；其ＵＳＢ插座的电源接口也应作５００ｍＡ
限流处理以保护系统。
４４ 软件设计软件设计
ＵＳＢ软件设计分为２部分，一是针对ＳＬ８１１ＨＳ芯片编写ＵＳＢ主机控制器驱动程序；二是系统调用驱动程序来完成Ｕ
盘数据读写的应用程序。
４．１ 主控制器驱动程序设计
ＵＳＢ设备驱动程序是开发ＵＳＢ外设的关键，ＵＳＢ协议的复杂性导致了ＵＳＢ驱动程序内容的多样性。本文只介绍主机完
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