接口设计论文范文第1篇

该系统总体结构图如图1所示，系统大致可分为3个部分。其中FPGA主要完成通信接收机的信号捕获跟踪、载波恢复、定时同步、图像数据下传、测控指令上传以及USB芯片端点FIFO的读写控制。PC端的控制终端主要完成图像数据的接收和处理、测控指令的生成、GUI交互界面的更新、重要参数的记录和备份。CypressFX2LP芯片主要完成数据的双向传递以及与PC间的“问答”逻辑的实现。CypressFX2LP芯片一方面要配置端点相关寄存器和读写缓存中的数据，另一方面通过端点0“回答”PC终端程序关于内部缓存中数据状态情况的查询，而且在数据不满足传输指定格式的时候，还要将数据包修改成符合传输设定的格式的数据包。FPGA采用Xilinx公司的Spartan-6系列芯片，考虑到遥测指令和图像数据的优先级别，采用中断模式控制器对USB的端点FIFO进行读写控制。当没有遥测指令需要上传的时候，FPGA中的FIFO读写控制器不断的将图像数据写入到USB的端点FIFO中；当FIFO读写控制器检测到USB端有遥测指令需要上传的时候，即暂缓图像数据的写入，将图像数据缓存在内部RAM中，释放读写总线，然后开启读取FIFO的控制进程将遥测指令读入到FPGA的暂存FIFO中。

2系统硬件设计

2.1CY7C68013A芯片简介CY7C68013A为Cypress公司的一款高性能的USB2.0微控制器，其内部集成了USB2.0收发器、增强型的8051核、智能串行接口引擎（SIE）、4个片上FIFO和16KBRAM、通用可编程接口（GPIF）[4]。该芯片支持全速（12Mbps）和高速（480Mbps）两种速率的数据传输。其内嵌的增强的8051处理器支持两个USART、3个定时器/计数器、扩展的中断系统以及I2C协议总线外设。CY7C68013A支持3种接口模式和外部器件进行通信，分别是：Ports模式，GPIFMaster模式和SlaveFIFO模式。

2.2FPGA接口模块设计在本系统中的CY7C68013A采用异步SlaveFIFO的工作模式。图2给出了CY7C68013A和Spartan-6的硬件连接图。其中，USB_FLAGA（B/C）为CY7C68013A输出的状态标志信号，在USB固件中可以灵活的将它们配置为端点FIFO的状态满、空或者任意可编程的标志位；USB_SLOE、USB_SLRD、USB_WR组合完成对CY7C68013A端点FIFO的读写时序控制；USB_FD为双向的数据总线；USB_PKEND为数据打包控制信号。FPGA接口模块设计主要包含上行缓存、下传缓存、双向FIFO逻辑控制逻辑设计。其中双向的FIFO逻辑控制完成对CY7C68013A的端点FIFO进行数据的读写操作，并且完成从下传缓存中读取数据以及把上传的数据写入到上传缓存的时序控制。本设计中采用两个并行的状态机来控制，两个状态机分别实现从USB端点FIFO读取数据并写入到上行缓存，从下行缓存中读取数据并将数据写入到相应的端点FIFO中。考虑到下行图像数据和上行遥测控制指令的优先级，将两个状态机之间的信息交互设计成在中断模式下运行，以此来解决对数据总线的共享问题。读取USB端点FIFO控制状态机如图3所示。图中小圆圈标注的状态转换条件的意义为：a表示USB端点FIFO中没有需要读取的数据或者上行缓存阻塞；b表示没有检测到读取请求ACK的有效信号；c表示检测到USB端点FIFO中无待读取数据；d表示在状态S4的情况下，检测到USB端点FIFO中无待读数据的次数超过预先设定的阈值VT。该控制状态机共包含了8个状态。其中，Idle为初始状态；S2状态完成是否接收到读取请求ACK信号，如果收到则转入S3进入读取数据的流程，反之，则停留在该状态等待回应；S3状态为读取数据准备地址信号，并输出地址信号；S4状态再次确定是否有数据需要读取；S5完成从USB端点FIFO中读取数据到内部寄存器中；S6完成将内部寄存器的数据写入到上行缓存中；S7完成判断是否需要（能）继续读取数据，若需要（能）继续读取，转入状态S5，反之，回到Idle状态等待下次读取的启动。写端点FIFO控制状态机如图4所示。图中小圆圈标注的状态转换条件的意义为：a表示读取USB端点FIFO的标志有效，说明数据总线被占用；b表示检测到USB端点接收数据FIFO中的数据已填满。该状态机中共包含了8个状态，其中Idle为初始状态，判断是否有读取数据请求信号，若有转入对读取请求中断处理状态S1，反之，转入状态S3开始数据的写入进程；S2状态等待读取数据结束，释放数据总线，转入状态S3；S4从下行缓存中读取数据，存入到内部寄存器中；S6将内部寄存器中的数据写入到USB端点FIFO中；S7判断是否需要（并且数据总线空闲、端点FIFO中未满）继续读取数据，若需要（能）继续读取，转入状态S4，反之，将打包信号USB_PKTEND置为有效并且回到Idle状态启动下一次写状态机的运行。航空航天测控设备因为其特殊的应用环境，常常遭受强磁场、空间强粒子流或者单粒子翻转效应等特殊干扰的影响。所以在上面的状态机的设计中，对重要的触发信号和标志位信号进行了多次间隔性冗余保护确认。如在读取控制状态机中，在S4状态下再次对USB端点FIFO中是否有需要读取的数据进行判断，是为了防止因为PCB电气特性不稳定或者偶然的空间电磁干扰导致之前启动读取数据的进程为误判，而在此再次确定该信号的有效性，这样设计增强了系统的容错性和抗干扰能力。类似的容错思想在写端点FIFO控制状态机的S1状态也可以体现出来。

2.3USB驱动程序CypressFX2开发包中提供了通用的驱动程序，通用驱动程序完成与外设和用户应用程序的通信和控制，微处理器根据新的设置安装通用驱动程序，重新枚举外设为一个新的USB设备[5]。

3系统软件设计

3.1固件程序设计CY7C68013A芯片的固件程序运行在芯片内部，主要完成对芯片工作模式的配置以及处理主机的USB设备请求。Cypress提供了固件程序的开发框架，开发人员只需要按应用背景和需求对所给框架内的程序做细化和修改即可。USB传输可分成数据传输和控制传输，其中数据传输由大端点（EP2/4/6/8）完成，控制传输由小端点（EP0）完成。在固件程序中，TD_Poll（）为数据处理程序，处在主函数的While（）循环中。该函数包含实现特殊任务的代码，设备运行时将被重复调用[6]。在本系统中，我们将EP2配置为Bulk传输模式的OUT端点，其端点缓存为512Byte，两级缓存；EP6配置为Bulk传输模式的IN端点，其端点缓存为512Byte，四级缓存。并且把EP6FIFO配置为AUTIN模式，其AUTOINLEN配置为512Byte。固件程序还必须完成对PC控制终端发送来的USB控制传输请求的响应。端点0是CY7C68013A中唯一的控制端点，它是一个可完成双向控制传输的端点，只有它才能处理SETUP指令。完成主机USB控制传输请求的固件程序段，只需要在所给固件框架下的函数DR_VendorCmnd（）中返回EP2468STAT寄存器的值即可实现。

3.2控制上位机设计该测控接口的上位机软件设计采用MFC编程，MFC封装了大部分的windowsAPI函数，采用消息循环机制处理事件。在MFC框架生成的工程中，添加上Cypress提供的CyAPI库文件，即可在工程中调用库中已经封装好的类的成员变量以及成员函数。在上位机的设计中采用了多线程编程，系统软件设计的流程图如图5所示。在上位机软件设计中，主线程主要完成在消息循环机制下检测面板上的点击事件，以及对子线程做出的相应的控制。在主线程的初始化中，首先生成CCyUSBDevice对象，然后读取硬件配置信息以及设备的必要识别信息并显示在前操作面板上，最后建立RXfer子线程。在主线程中，当检测到Send按钮被点击时，即开始发送上行指令。此处采用同步数据传输，保证了数据传输的准确性[7]。当主线程中检测到Start按钮被点击时，根据RXfer线程的不同状态，执行相应的操作。在RXfer子线程中，主要完成下行数据的接收、下行数据写入数据文档以及管理队列中的请求等工作。在下行数据接收线程中，我们采用了异步数据传输方式。在异步传输方式下，上位机软件发出数据请求之后，不需要等待回应，即可立即发出下一次的数据请求，这样可极大的提高上位机软件的数据吞吐速率，保证数据传输的高效率。多次的异步数据请求是利用数据请求队列来完成的，在线程函数的开始，开辟适当长度的数据请求队列，并且给他们分配相应的内存空间，然后进入到线程的循环体中。在循环体中，完成当前的队列元素中的请求数据传输并把相应数据写入数据文档之后，立即将新的数据请求塞入到该队列元素中，并且把指针更新到下一个队列元素。当数据请求失败、接受数据不成功或者循环接收数据标志位False时，首先完成队列中其他已经成功请求数据传输的数据，然后关闭文件句柄，释放相应的资源，最后终止线程。

4系统测试结果

该通用测控通信接口用于实际测控数据的下传，实际测试面板如图6所示。在进行测试时，首先运行该测试应用软件，完成初始化之后，在设备信息显示框中显示USB设备信息，其中包括设别的PID和VID、EndPoint配置情况、设备描述信息等信息。然后通过点击“start”按钮，建立起RXfer线程，开始接收下行传输数据。若需发送指令，在Send按钮左边的输入框中输入适当的遥测遥控指令，然后点击Send即可发送。测试系统中所接收到的数据如图7所示。在此数据中采用了符合CCSDS航天测控标准数据格式，帧头为EB90，接下来的三个Byte为帧计数（图中显示的是000007），帧结尾标志位13AB，帧结尾标志的前两个Byte为RS译码报告输出（译码前数据是否出错，错误是否可纠）。对该通用测控通信接口的速率和可靠性进行了测试，测试结果如表1所示。对比表中数据看出，该接口的最高的可靠的传输速率可达为8.1MB/s，对2.3MB/s和8.1MB/s的速率进行了可靠性测试，测试的结果都显示，在该速率下所设计的测控通信接口可以完成数据的可靠传输。

5结论

接口设计论文范文第2篇

文献[1-4]在阐述教材时谈到两个问题：（1）教材选择比较困难，这个问题依然困扰着我们；（2）他们无一例外地选择了同一本教材（个别情况是版本不同），即《MATLABProgrammingforEngineers》（StephenJChapman著）．在教材选择上，完全不必局限于本教材．正如张建民[3]在文章中所述，MATLAB官方网站，即Mathworks公司的主页上就有各种教学资料，包含各种文档，都是不错的教材，而且还有视频教程．为了能够让学生体会到原版MATLAB软件的要旨，选取了MATLAB官方网站上的一个入门文档，即：MatlabgettingstartedguideR2011b[5]，之所以选择2011b版本，是因为开设这门双语课的时候是2011级学生，当时这个文档是最新版本的MATLAB说明文档．选择这个图形用户接口文档作为教材可以让学生接受最新的理念，也便于鼓励学生学习最新的技术．由于这个文档没有教材的那种编写思路，学生在学习的过程中比较自由，能够更好地发挥主观能动性，查阅资料搞清问题也有利于提高学生的实际从业能力．为了弥补这个问题，指定了3本参考书，即文献[6-8]．本文档的一个重要问题就是没有作业，需要教师根据讲授内容来设计作业．为了防止学生代码复制和抄作业的问题，对作业进行了设计，保证每个学生都有不完全相同的作业．

2个性化的作业

为了让每个学生都有独一无二的作业，将题目和学生的身份信息进行了联系．MATLAB最重要的功能就是对矩阵的操作，在实际学习过程中，让学生将向量和矩阵分开看待的．对于向量的操作，让学生对自己的学号进行操作，并将自己的学号做成各种各样的条形码．通过对条形码的学习，让学生明白了编解码技术、抗噪声技术．当学生看着自己的学号生成的条形码时，他们觉得非常新奇，对MATLAB编程的学习热情得到极大地提高．对于矩阵的学习，主要围绕学生的照片展开．要求学生必须用自己的照片来进行处理．这里存在两个问题：（1）有的学生从网上下载了小动物和风景画之类的图像进行处理，遇到这样的问题，对学生进行批评教育，并降低该次作业的成绩；（2）学生本人的照片大多是用手机拍摄的，因此是彩色图像，一般为jpg格式，需要将彩色图像先转换为灰度图像，在讲到三维阵列的时候，再学习彩色图形的显示和处理．为了便于说明作业的实际情况，举一实例．例如：学习图形用户接口的时候，要求学生设计一个独特的界面．界面的大致轮廓见图1．给出作业的要求如下：（1）设计中的照片务必为本人“头像”，不可以为合影、风景照等；（2）设计报告要求将实现步骤写清楚；（3）报告中要求有程序执行结果截图，截图一定要全面、完整；（4）学号要求一定输入自己的学号；（5）设计完成项目不局限于上页格式，可自由发挥；（6）报告后面要有附录，附录为本设计的代码，字号为小五．本次作业不仅要求学生能够正确设计图1所示的界面，还能够将自己的学号拼成平行四边形或矩形输出，并能够求出学号各位数字的总和，还能够上下和左右翻转设计者的照片．所有结果要求在该接口界面上显示．例如：在文本框中输入“20115044122”，点按“平行四边形格式”，并单击“左右翻转”，得到的结果见图2．在图2的界面中再次单击“左右翻转”，照片翻转结果见图1．本次作业不仅使学生学会了利用MATALB提供的Guide工具进行图形用户接口界面设计，而且学会了将照片导入MATLAB的方法，以及对于三维阵列的操作方法，更能够巩固已经掌握的循环结构程序设计方法．有的学生在本次作业的基础上，进行了进一步的学习和探索，做出了更多更好的设计．

3结论

接口设计论文范文第3篇

ENC28J60的主要功能模块SPI接口充当主控器与ENC28J60之间的通信信道．STM32F103VET6具有3个SPI接口，可以直接地与ENC28J60连接．图2为10M以太网ENC28J60的硬件原理图．本次设计中，STM32单片机的PA4－SPI1－NSS引脚与ENC28J60－CS连接，完成片选．当多个SPI设备与MCU相连时，每个设备的这个片选信号线是与MCU单独的引脚相连的;当SS信号线为低电平时，片选有效，开始SPI通信．STM32单片机的PA5－SPI1－SCK与ENC28J60－SCK引脚连接，时钟信号由主通信设备产生，不同的设备支持的时钟频率不一样，STM32的SPI时钟频率最大为fPCLK/2;STM32单片机的PA6－SPI1－MISO，PA7－SPI1－MISI分别与ENC28J60－SO，ENC28J60－SI引脚连接，完成数据的传输与接收．由于ENC28J60内部稳压器无法驱动外部负载，所以电源引脚必须与同一个3．3V电源相连，并且在每个电源引脚与地之间都应连接一个0．1μF的电容．在ENC28J60芯片的OSC2和OSC1引脚之间连接25MHz晶振以及2个20pF的接地电容，能够为ENC28J60提供较精确的时钟信号，同时也可节省PHY的晶振．以太网变压器在实现以太网接口操作时是不可缺少的，本设计中，在差分发送引脚(TPOUT+/TPOUT－)上，需要外接一个带有中心抽头的1∶1脉冲变压器［2］．本设计中采用的是集成以太网隔离变压器RJ45插座HR91105A．

2软件设计

本接口设计选用开发环境MDK，在MDK环境下可以使用C/C++方便地开发Cortex－M3的应用程序．与其他开发程序相比，MDK具有入门容易、使用方便，并在调试程序、软件仿真方面也有很强大的功能．以太网收发数据程序流程如图3所示．主程序通过查询的方式发送数据，采取通过判断函数返回值方式是否接收到数据，若接收到数据，通过指针把数据包传递给上层的LwIP协议栈进行处理，完成数据包的收取．收发数据主程序主要包括系统及外设的初始化、以太网控制器的初始化、发送数据、接收数据和应用处理等部分．

2．1STM32库STM32库是由ST公司针对STM32提供的函数接口，即API(ApplicationProgramInterface)，开发者可以调用这些库函数接口来配置STM32的寄存器，使开发人员得以脱离最底层的寄存器操作，有开发速度快、易于阅读、维护成本低等优点．实际上，库是架设在寄存器与用户驱动层之间的代码，向下处理与寄存器直接相关配置，向上为用户提供平配置寄存器的接口［3］．本设计采用最新的STM32的3．5版库文件，相对于以往版本的库文件兼容性更好．

2．2LwIP协议栈要实现TCP/IP协议栈，代码可以自行编写，但一般都会移植更加稳定优良的代码．LwIP是LightWeightInternetProtocol的缩写，是由瑞士计算机科学院AdamDunkels等开发的适用于嵌入式领域的轻量级TCP/IP协议栈，它可以移植到含有操作系统的平台中，也可以在无操作系统的平台下运行．由于其开源，占用的RAM和ROM比较少，支持较为完整的TCP/IP协议，且十分便于剪裁、调试，被广泛地应用于中、低端的32位操作平台［4］．该协议栈提供了一组API函数应用程序调用，编程方便［5］．LwIP通过pbuf建立了与底层硬件收发数据包的数据结构，可以实现数据的管理;netif结构体则保存了网卡地址、IP地址、网关等设置的这些信息．下面例举部分LwIP_Init()函数，其主要功能是初始化LwIP协议栈，主要是把ENC28J60与LwIP连接起来，包括IP，MAC地址，接口函数。

3仿真与应用

MDK仿真工具强大，本设计软件调试部分利用MDK软件针对STM32进行仿真，执行工程中的代码．仿真结果如下图4所示．构成网络应用的软件有不同的结构，有B/S结构(浏览器/服务器)和C/S(客户端/服务器)．本网络接口设计中HTTP服务器其是基于B/S结构的，用户运行应用程序时通过访问Web调用服务器的应用程序，并通过浏览器把结果显示给用户．该以太网接口应用于校园能耗监控系统中，所以设计出一款可以远程控制LED灯亮灭的简单应用，其运行结果如图5所示．

4结语

接口设计论文范文第4篇

关键词：ISDNPOTS企业上网设备

随着网络的发展，网络带这的增加，上网速度将越来越快。人们也不再仅限于上网，在追求上网的同时打网络电话，实现与网友的相互交流。目前人们很大程度上依赖于传统的ISDN上网，且在今后一段时间内，这种依赖不会发生很大变化。其于这种状况，设计了针对企业的上网设备（简称“企业上网设备”），它实现了企业上网的同时又可打网络电话双重功能。企业上网设备的整体实现方案如图1所示。

“企业上网设备”一端连接ISDN网，通过ISDN连接Internet，另一端通过以太网交换机芯片连接用户端的以太网。另外在用户端通过POTS电话机接口连接两部电话机。

普通电话拨打和接收网络话音，必须通过POTS接口才能进行。POTS接口是能够连接普通电话与ISDN的接口设备，它能使两部电话同时上网并与其它电话通信。本文对POTS接口进行阐述。

1POTS接口

要实现普通电话机与ISDN进行连接，需要专门的接口（POTS）电路，这个接口电路应该具有馈电、过压保护、振铃、监视、编解码、信号音产生器等功能。其中，信号产生器产生各种信号音，可通过硬件或软件方法来实现。若用软件实现，则将这些信号音进行抽样、量化、编码成PCM数字信号后存在一个只读存储器中，然后再周期重复地读出这些值就可以得到数字信号音。接口电路主要为用户接口电路（SLIC）、编解码和滤波器（CODEC），它相当于用户音频信号处理接口电路（SLAC）、DTMF电路。

1.1POTS组成

POTS接口采用LUCENT的L8576（SLIC）、L8503（CODEC）、保护保险丝、可编程逻辑器件GAL16V8D及MOTOROLA的MC145436（DTMF）。原理方块图如图2所示。

1.2功能描述

（1）SLIC：SLIC是用户线接口，它是CODEC与外接话机环路的中间接口。它具有如下功能：

·铃流信号。能提供话机振铃所需的铃流，它是一负高压交流信号。

·摘挂机检测信号。它提供话机摘挂机时的微处理器检测信号，微处理器根据该信号的变化来判别出话机的摘挂机情况。

·语音信号接口。它具有与CODEC与DTMF相连的模拟语音信号接口，完成从话机到CODEC与DTMF或从CODEC到话机的模拟语音信号连接；它是话机与CODEC联系的间桥梁。

·用户线接口，连接话机。

本设计采用LUCENT的L8576B芯片，它是具有PLCC封装44只引脚的双用户线接口电路。每一路能提供直流馈电、环路监视和铃流信号，它含有两路SLIC通道，可外接两部电话。该芯片内含铃流产生电路，振铃电源为-65V。

除了铃流及馈电功能外，L8576B还提供了接收和发送通道、摘机检测、振铃间断输出功能。另外，它还具有温度保护功能。

保护：L8576B除了温度保护外，还具有过压保护功能，对普通的过压保双仅需在TIP和RING端串接电阻即可。然而，为了防止线路短路或雷击而损坏器件，则必须外加保护器件（L7591）。

TIP/RING驱动：L8576B有TIP/RING驱动电路，其输出为PT/RP。在正常通话方式下，驱动器限流为24mA以下，振铃时则上升到大约85mA。

（2）CODEC：利用编解码器、滤波器完成语音信号的A/D与D/A变换，其PCM接口与外部U接口相接，而模拟口与SLIC相接。

本方案采用LUCENT公司的T8503，其接口功能如下：

·数字接口：包括PCM接口、内部时序控制、增益控制。

PCM接口：管理传送和接收PCM数据及帧同步控制。

PCM数据：PCM数据每125μs帧周期发生一次，数据时钟CLK是2.048MHz，每帧有32个时隙，每个时隙8bit数据位。DX和DR为数据发送和接收数据，不发送数据时DX保持三态状态，DR接收数据时才有效。

帧同步FS：T8503有四个帧同步（FSX和FSR）输入，每一对对应一个通道。在一个125μs的帧里，每个帧同步提供一个单脉冲。帧同步可以出现在器件上电且MCLK作用于器件的任何时刻，帧同步脉冲的时序表时时隙的开始。在这时隙中，该通道的数据在数据时钟作用下输入或输出。FSX和FSR高有效，且必须保持高至少一个主时钟周期，它们可以独立工作，对符合传送和接收转换的给定的通道可以将其连一起。在一个帧中，通道0和通道1传送帧同步必须由一个或多个时隙彼分开。同样，通道0和通道1接收帧同步也必须由一个或多个时隙彼此分开。除非这两个通道接收同样的PCM信号，此时，接收帧同步脉冲可连接在一起。

对T8503而言，对给定的通道，一帧中FSX和FSR只能发生一次，与FS的下降沿无关且其脉冲宽度不受限制，只要FS有效之前保持至少一个主时钟周期，数据接口就能很好地工作。

·模拟口：包括偏置电路和参考源、A/D转换、D/A转换。

偏置电路和参考源：T8503仅需-+5V电源供电，参考源为+2.4V并由内部产生，不需外部附加电路。

A/D转换：包括一输入运放、带通滤波器和译码器。

T8503内部还具有滤波电路对放大器输出信号进行滤波，而后对XMT语音模拟信号采样并按A率进行数字PCM转换。

D/A转换：解码器PCM数据流转换成模拟信号，输出放大器单端输出语音信号RCV，它能驱动2000Ω的负载。

（3）FS译码器：由于T8503具有双通道，且各有自已的同步信号，同步信号不能同时有效，需相差一个或多个时隙、所以要将U接口送来的FS信号一分为二成FS0、FS1两同步信号，分别作为通道0和通道1的同步信号。FS译码器由一可编程逻辑器件GAL16V8D来实现，具体电路如图3所示。

F0SEL、F1SEL是同步信号选择信号，为0选通有效，为1则选通无效。F01CTL是帧同步控制信号，该信号在GAL16V8D内将被一分为二为互为反相的两帧同步信号控制信号，它们与FS（IDL_FSR/C）帧同步信号异或产生选择B1、B2数据通道的同步信号FS0、FS1。假设F01CTL被分F0SEL、F1SEL两信号且它们有效，则它们的波形关系如图4所示。

本方案拟采用MOTOROLA公司的MC145436（2片）作为DTMF芯片，它将语音模拟信号XMT转换成8421数字码，并经由GAL16V8D变为POTS_Dva/POTS_DVb输出信号。这些输出均连接到微处理器，由微处理器处理这些数据进而判明拨号号码。

（5）保护电路：用户线接口电路（SLIC）要外加保护电路，以防损坏。采用0.35Ab保险丝作为SLIC的保护。

2POTS工作过程

2.1主叫

·用户摘机：当用户摘机时，SLIC输出给微处理器（μP）终端信号，从而引起微处理器中断。

·送拨号音：微处理器接到SLIC终端信号后，发生中断。而后，微处理器执行送拨号音子程序，将存储器中拨号音码经U接口回环给POTS。POTS的CODEC（T8503）将这些拨号音PCM码进行处理后变成模拟信号RCV输出到SLIC的RCVN和RCVP差分输入端，再经SLIC的PT、PR输出给话机，使之发出拨号声音。

·拨号：当主叫听到拨号音后就可进行拨号。拨号模拟信号经SLIC输出给DTMF（MC145436），DTMF将其变成二进制的8421码并等数据有效后（Dva/DVb为高）送给微处理器，微处理器将号码透明地传送给U接口。

·号码分析：微处理器接收到第一个拨号号码后就会停止对POTS送拨号音信号并通过ISDN信令将号码送U接口。局端交换机如果发现号码有效，则通过信令通知微处理器，微处理器进行相应处理。

·若主叫所拨号码符合要求，微处理器通过ISDN信令进行下一步处理。

·送回铃音：若被叫忙，ISDN信令通知微处理器，微处理器执行送忙音子程序，将存储器中事先存好的忙音经U接口回环给POTS。POTS的CODEC（T8503）将这些忙音PCM码进行处理后变成模拟信号送SLIC的RCVN和RCVP差分输入端，再经SLIC的PT、PR输出给话机，使之发出忙音，以提醒主叫被叫忙。若被叫闲，则ISDN信令通知微处理器，微处理器就执行送回铃音子程序，将存储器中事先存好的回铃音经U接口回环给POTS。POTS的CODEC（T8503）将这些回铃音PCM码进行处理后变成模拟信号送SLIC的RCVN和RCVP差分输入端，处理后再经SLIC的PT、PR输出给话机，使之发出回铃音，以提醒主叫被叫话机响铃。

·通话：当被叫摘机后，微处理器就停送回铃音给POTS，此时主叫和被叫就可以通话了。通话过程如下：

当只使用某一个话机时，主叫的话音信号经SLIC送给CODEC；CODEC在对话音信号进行A/D变换等处理将话音信号转换成PCM码，在U接口的帧步和位同步作用下，经对其进行解码分成FS0、FS1后，由微处理器选择一空闲B通道，由数据线DX输出给U接口；同样，被叫话音信息PCM码则通过DR接收数据线被COTEC接收，再经CODEC进行D/A变换等处理，输出模拟信号到SLIC的差分输入端（RCVN、RCVP），由SLIC处理后送给主叫，从而完成主叫与被叫的通话。

当POTS的两个话机同时工作时，B1、B2两数据通道均被使用。此时，帧同步FS0、FS1反向，即当FS0有效时，FS1无效；反之亦然。由于是长帧工作模式，每个有效帧同步对应一个B数据通道8位数据，可通过微处理器控制FXSEL和FXCTL两信号来选择FS0或FS1，从而达到选择B1或B2数据通道的目的。

·话终复原：通话完毕，若被叫先挂机，微处理器要对POTS送忙音码，从而使主叫话机听到忙音；若主叫先挂机，则微处理器就进行相应的操作。

2.2被叫

接口设计论文范文第5篇

USB设备都可以归结为控制器和USB电气接口这两个基本部分的组合。在设计中，采用的控制器是51单片机AT89C51，USB电气接口则是PHILIPS公司的USB接口芯片PDIUSBD12。单片机控制器作为下位机，通过USB电气接口芯片和USB总线与PC机交换数据，并实现USB设备的逻辑功能。

本文结合USB1.1接口技术，从硬件和软件两个方面，从电路设计、固件程序设计、驱动程序和应用程序设计，由低层到高层逐步详细讲解USB设备的开发过程。本文的重点在于阐述系统硬件设计和系统固件的实现方法。论文首先简要介绍了USB接口的现状和发展趋势，系统要实现的功能，以及各章节的安排；然后简要介绍了USB体系，让读者对USB协议有一定的了解；接着详细介绍了系统的硬件设计方案，包括由C51和PIDUSBD12芯片组成的USB基本功能模块，系统扩展功能模块的设计和实现方法；紧接着介绍了系统软件的具体实现，包括固件程序，系统驱动程序和应用程序的设计实现。这一部分重点阐述了系统固件的实现，以及如何运用软件工具WinDriver开发系统驱动和应用程序；论文最后一部分讲述了系统的调试过程，包括硬件测试和在WinDriver环境下的系统调试，以及在调试过程遇到的问题和解决方法。

系统开发的最终硬件成果是一个带有USB接口的设备，通过USB电缆与PC机相连接，能够实现主机对设备的列举，以及和PC机交换数据，并实现其扩展功能。

ABSTRACT

This paper introduced a simple and convenient method to design aUSB apparatus, that is to say, to realize an intact USB apparatuswith a minimum system of single-chip computer that made of 51single-chip computer and USB interface. In later chapters, we cansee, all the USB apparatus can come down to two basic associationof part: a controller and a USB electric interface. In this system,I adopted 51 one-chip computer AT89C51 as its controller, the chipPDIUSBD12 of PHILIPS Company as its electric interface. Theone-chip computer as the next machine, exchanges the data with thePC, through the USB bus and USB electric interface chip, and itrealizes the logic function of USB apparatus.

The paper, combing the USB1.1 interface technology, from thehardware to the software, from the circuit design and the design offirmware program, to the design of driver and employ program, fromthe low. to the senior level, explain progressively the developmentcourse of USB apparatus in detail. It emphasize in introducing thedesign of hardware and firmware. The paper is described in fourparts. First part studied the development trend of USB interface,the function to realize, and the arrangement of every chapters inbrief. Second part brief introduced USB system, lets us have apreliminary knowledge of USB protocol. The third part introducedthe design of the hardware of the system, including the minimumsystem of single-chip computer that made of 51 single-chip computerand USB interface, and the expand module of the system. The fourthpart recommended the software of the system, including design offirmware program, driver and employ program. This chapter willemphasize in describing the design of firmware.

The final hardware achievement is a piece of equipment with USBinterface, it can exchange data with PC, and realize its expandfunction, through connecting with PC.

Keywords： USB single-chipcomputer system Firmware WinDriver

目 录

第1章 绪论 ......................................................................1

1.1 选题现状以及发展趋势 .........................................................1

1.2 系统实现功能................................................................. 1

1.3 论文内容及组织结构........................................................... 2

第2章 USB技术.................................................................... 3

2.1 USB总线概述 ..................................................................3

2.1.1 USB总线简介................................................................ 3

2.2.2 USB总线的优点 ..............................................................3

2.2 USB协议简介 ..................................................................4

2.2.1 USB物理体系结构 ............................................................4

2.2.2 USB设备逻辑结构 ............................................................5

2.2.3 USB传输类型 ................................................................6

2.2.4 USB低层通信协议 ............................................................6

2.3 USB接口技术.................................................................. 8

第3章 系统硬件电路设计 ...........................................................9

3.1 设备电路系统概述............................................................. 9

3.2 51单片机最小系统............................................................. 9

3.3 PDIUSBD12电路及其与单片机的连接设计 ......................................10

3.3.1 PDIUSBD12介绍 ..............................................................10

3.3.2 USB电路及其与单片机连接 ................................................14

3.4 扩展功能电路的设计......................................................... ..15

3.4.1 PS/2串行接口的扩展设计 .....................................................15

3.4.2 Flash存储器的扩展设计 ......................................................16

3.4.3 LPT并行接口的扩展设计 ......................................................17

第4章 系统软件设计............................................................... 19

4.1 固件程序的设计与实现......................................................... 19

4.1.1 描述符 .....................................................................19

4.1.2 固件程序的结构 .............................................................20

4.2 驱动程序的设计与实现 .........................................................24

4.2.1 驱动程序概述 ...............................................................24

4.2.2 WDM设备驱动程序结构 ........................................................24

4.2.3 驱动程序开发的工具软件......................................................25

4.2.4 用WinDriver开发驱动程序 ...................................................25

4.3 系统应用程序开发 .............................................................26

4.3.1 应用程序的实现的功能 .......................................................26

4.3.2 利用WinDriver实现应用程序................................................. 27

第5章 系统调试 ...................................................................28

5.1 系统硬件测试................................................................. 28

5.2 系统软件调试及系统测试 .......................................................28

结束语......................................................... ...................30