專利名稱：用于激光無線通信中的usb接口裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種用于激光無線通信中的USB接口裝置。
背景技術(shù)：
高速通信和無線傳輸是未來通信的發(fā)展趨勢。激光通信是近年來發(fā)展起來的一門新興技術(shù)，它以大氣作為傳輸介質(zhì)進行通訊，與傳統(tǒng)的通信方式相比較，激光通信主要的優(yōu)點是傳輸速率高，通信容量大；光束方向性好，保密性高；不需無線電頻率使用許可，不需占用、租用光纖通道；體積小、重量輕，安裝簡便快捷，不影響市政建設(shè)，成本低，結(jié)構(gòu)輕巧，天線尺寸小，發(fā)射功率小，接收功率高，通信頻帶寬。激光無線通信特別適合于寬帶無線接入。作為一種新的通訊模式，激光無線通信技術(shù)正在得到迅速推廣應(yīng)用。
計算機是應(yīng)用最廣泛的通信終端設(shè)備之一，在它的外部設(shè)備接口中USB接口是最快的之一。USB接口具有多種優(yōu)點數(shù)據(jù)傳輸可靠、可同時掛接多個USB設(shè)備、獨立供電、支持熱插拔和多媒體、速度快等。問題是目前還沒有對應(yīng)的USB接口連接計算機和激光通信機進而實現(xiàn)遠距離激光無線通信。
實用新型內(nèi)容本實用新型就是針對上述問題提供一種用于激光無線通信中的USB接口裝置，該裝置與計算機和激光通信機相連可實現(xiàn)遠距離激光無線通信。
本實用新型提供的技術(shù)方案是一種用于激光無線通信中的USB接口裝置，設(shè)有包括接口電路和單片機控制電路的USB微處理器控制芯片和串并數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換電路，USB微處理器控制芯片通過數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線與串并數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換電路相連。
上述USB微處理器控制芯片為AN2131Q，串并數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換電路為AM85C30。
本實用新型的USB接口芯片直接與計算機的USB接口相連，將以串行總線方式傳送的計算機USB數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換為8位并行數(shù)據(jù)，單片機控制電路讀取此并行數(shù)據(jù)，并由單片機控制電路內(nèi)的USB協(xié)議分析軟件解析此數(shù)據(jù)流，獲取USB接口的發(fā)送和接收指令，再由單片機控制電路控制串行發(fā)送和串行接收。需發(fā)送的數(shù)據(jù)由單片機送到串并數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換芯片電路轉(zhuǎn)變?yōu)榇袛?shù)據(jù)，供激光發(fā)射器發(fā)送。其逆過程亦可類推。因此，將本實用新型與計算機和激光通信機相連可方便快捷地實現(xiàn)遠距離激光無線通信?；诒緦嵱眯滦偷腢SB接口的激光無線通信系統(tǒng)適合于有強電磁干擾的場所、臨時性和不易布線的場所、軍用保密場所等。計算機通過本實用新型的USB接口以激光為載體進行點對點通信突破了接口設(shè)備和通信載體對通信速率的限制，實現(xiàn)了高速化和無線化。


圖1是本實用新型的電路框圖；圖2是本實用新型電路原理圖。
具體實施方式
參見圖1、圖2，本實用新型包括USB微處理器控制芯片AN2131Q(內(nèi)部包括接口電路和單片機控制電路)1和串并數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換芯片AM85C30電路2，USB微處理器控制芯片通過數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線與串并數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換芯片相連。USB微處理器控制芯片通過USB總線與外部計算機相連，串并數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換芯片串行接收數(shù)據(jù)和串行發(fā)送數(shù)據(jù)。
本實用新型采用Cypress公司的AN2131Q芯片，該芯片內(nèi)集成有MCU和接口電路，由計算機的USB口送入USB的B接口，Data+和Data-信號線經(jīng)24歐姆的電阻與AN2131Q的Data+和Data-相連，由計算機的上拉電阻R5(1.5K)的差位電壓判斷是否有本實用新型的接口裝置接入。核心芯片AN2131Q有80個引腳，80PQFP20mm*14mm封裝，采用12M晶振。USB硬件規(guī)范采用類似于RS-232串行傳輸?shù)姆绞?，連線僅有4根，USB纜線的信號和顏色分別是紅—(VCC)、白—(Data-)、綠—(Data+)、黑—(Ground)。一對電纜線采用20-28AWG的導線。全速設(shè)備纜線的最大長度為5米，慢速設(shè)備為3米。
圖2中，電阻(R1～R4)和電容(C3～C6，C9)以及三極管T組成穩(wěn)壓電路3，以保證在外部電源有波動時供給芯片1的電壓的穩(wěn)定。R5、C8、C7、晶振4組成振蕩電路，提供芯片1的時鐘信號。USB接口插座3通過限流電阻R7、R8與芯片1的USBD-和USBD+這兩個管腳相連，用于與計算機的USB接口進行物理連接。
本實用新型的工作過程為USB接口芯片由接口D+與D-的差動電壓完成檢測。USB協(xié)議規(guī)定VD+-VD-＞200mV為信號狀態(tài)1；VD--VD+＜200mV為信號狀態(tài)0。由本實用新型接口端的提升電阻1.5X(1+5％)kΩ的電壓決定是采用全速還是低速傳輸。本實用新型的接口電路一旦連接，D+或D-其中一條信號線一定趨于Vcc，另一條則接地。此時本實用新型稱處于J狀態(tài)；激活信號進來則為K狀態(tài)。接收計算機傳送來的USB數(shù)據(jù)流，并將其轉(zhuǎn)換為8位并行數(shù)據(jù)，USB微處理器控制芯片1的單片機控制電路讀取此并行數(shù)據(jù)，并由其內(nèi)的USB協(xié)議分析軟件解析此數(shù)據(jù)流，首先，單片機初始化內(nèi)部的狀態(tài)變量，然后，調(diào)用用戶初始化函數(shù)TD-Init()。從該函數(shù)返回后，框架初始化USB接口到未配置狀態(tài)并使能核心芯片AN2131Q的中斷。然后每隔1s進行一次本實用新型重枚舉直到端點0接受到一個SETUP包。一旦檢測到SETUP包，固件框架將開始交互的任務(wù)調(diào)度，任務(wù)調(diào)度的步驟如下1.調(diào)用用戶函數(shù)TD-Poll；2.判斷是否有標準設(shè)備請求等待處理。如果有，則分析該請求并響應(yīng)之；3.判斷USB內(nèi)核是否接收到USB掛起信號。如果接收到，則調(diào)用用戶函數(shù)TD-Sus-pend()。從該函數(shù)成功返回后(返回值為TRUE)，再檢測是否發(fā)生USB喚醒事件。如果未檢測到，則處理器進入掛起方式。如果檢測到，則調(diào)用用戶函數(shù)TD-Resume()，程序繼續(xù)運行。如從函數(shù)TD-suspend()返回為FALSE，則程序繼續(xù)運行。標準請求和vendor專用請求由框架分析和執(zhí)行。默認情況下，對標準請求執(zhí)行USB規(guī)定的響應(yīng)。
在等時中斷中單片機控制電路控制串行發(fā)送和串行接收。首先，單片機控制電路發(fā)出控制信號，通知AM85C30要發(fā)送數(shù)據(jù)，AM85C30做好準備后(把上一次的數(shù)據(jù)完畢并發(fā)送后)做出應(yīng)答信號INTACK。這時AN2131Q發(fā)出指令，把這一次傳輸?shù)?位數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)線轉(zhuǎn)交給AM85C30，AM85C30在內(nèi)部進行并串轉(zhuǎn)換后發(fā)出串行數(shù)據(jù)。同時AM85C30的信號線變化，表明緩沖區(qū)已滿，AN2131Q不能再向AM85C30發(fā)送數(shù)據(jù)了。其逆過程是這樣的AM85C30收到8位串行數(shù)據(jù)后，若AN2131Q的緩沖區(qū)已滿，則不會向AN2131Q發(fā)送數(shù)據(jù)；否則，向AN2131Q申請中斷，AN2131Q收到中斷請求之后，暫停主程序的執(zhí)行，轉(zhuǎn)而執(zhí)行中斷服務(wù)程序，再中斷服務(wù)程序中發(fā)出指令把AM85C30中的數(shù)據(jù)通過8位數(shù)據(jù)線一次取回，并告知AM85C30數(shù)據(jù)緩沖區(qū)已空，可以進行下一次的數(shù)據(jù)傳輸。這樣就完成了一次接收數(shù)據(jù)的串并轉(zhuǎn)換過程。
權(quán)利要求1.一種應(yīng)用于激光無線通信中的USB接口裝置，其特征是設(shè)有包括接口電路和單片機控制電路的USB微處理器控制芯片和串并數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換電路，USB微處理器控制芯片通過數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線與串并數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換電路相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是USB微處理器控制芯片為AN2131Q，串并數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換電路為AM85C30。
專利摘要本實用新型涉及一種用于激光無線通信中的USB接口裝置，設(shè)有包括接口電路和單片機控制電路的USB微處理器控制芯片和串并數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換電路，USB微處理器控制芯片通過數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線與串并數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換電路相連。將本實用新型與計算機和激光通信機相連可方便快捷地實現(xiàn)遠距離激光無線通信?；诒緦嵱眯滦偷腢SB接口的激光無線通信系統(tǒng)適合于有強電磁干擾的場所、臨時性和不易布線的場所、軍用保密場所等。計算機通過本實用新型的USB接口以激光為載體進行點對點通信突破了接口設(shè)備和通信載體對通信速率的限制，實現(xiàn)了高速化和無線化。
文檔編號H04B10/30GK2653790SQ0324134
公開日2004年11月3日 申請日期2003年4月23日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月23日
發(fā)明者胡晟, 艾勇 申請人:武漢大學