摘要：USB總線(Universal Setial Bus通用串行總線)是用來連接外圍設備與計算機的新式接口，文中給出了利用CY7C68013芯片上所集成的I2C控制器來控制USB設備上數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶崿F(xiàn)方法。該方法同時利用NI公司的LabVIEW來對上位機進行編程，而對USB設備則采用控制傳輸方式，這樣同時保證了傳輸速度和數(shù)據(jù)的正確性。
關鍵詞：USB通用串行總線；CY7C68013A；Inter-Integrated Circuil；LabVIEW

0 引言
    CY7C68013中集成有增強的8051微控制器及I2C兼容控制器，其傳輸速率可達100 kHz或400kHz。LabVIEW是一種以圖形化語言為基礎設計虛擬儀器的軟件，LabVIEW采用圖形模式的結構框圖來構建程序代碼，LabVIEW程序由數(shù)據(jù)流驅(qū)動，數(shù)據(jù)流控制著程序的執(zhí)行順序。LabVIEW功能強大，它帶有可擴展函數(shù)庫和子程序庫的通用程序設計系統(tǒng)，它的VISA(Virtual InstrumentSoftware Architecture)是一個用來與各種儀器總線進行通訊的高級應用編程接口(API)，且不受平臺、總線和環(huán)境的限制。
    I2C (Inter-Integrated Circuit)總線是由飛利浦公司開發(fā)的兩線式串行總線，主要用于連接微控制器及其外圍設備。它由數(shù)據(jù)線SDA和時鐘SCL構成，用于發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。其最主要的優(yōu)點是簡單和有效。
    一般情況下，一個完整的USB通信系統(tǒng)的軟件通常需要上位機程序、驅(qū)動程序和固件程序三個部分。

1 上位機程序開發(fā)
    采用NI公司的LabvIEW實現(xiàn)上位機程序開發(fā)，開發(fā)時可采用控制傳輸方式。控制傳輸中使用函數(shù)“VISA打開”來打開指定的USB設備，而“VISA USB控制輸出”函數(shù)則用來完成定義請求0xBl，它可將“寫入緩沖區(qū)”中的數(shù)據(jù)寫入FPGA寄存器。使用函數(shù)“VISA USB控制輸入”來完成自定義請求0xB2，并將FPGA寄存器中的數(shù)據(jù)讀回到“讀取緩沖區(qū)”中。其程序框圖如圖1所示。

    波形設置上位機程序時，可利用子VI產(chǎn)生彈出窗口的功能來實現(xiàn)程序通道的設置，而通過事件結構、case結構、循環(huán)結構則可實現(xiàn)任意波形產(chǎn)生的子VI；通過case結構可實現(xiàn)六種基本波形設置的子VI設計。

2 驅(qū)動程序開發(fā)
    設計時可采用NI公司的VISA來開發(fā)驅(qū)動程序。當進行USB通信時，VISA提供兩類函數(shù)供LabVIEW調(diào)用，即USB INSTR設備與USB RAW設備。  USB INSTR設備是符合USBTMC協(xié)議的USB設備，使用USB INSTR類函數(shù)控制時，其通信無需配置NI-VISA；而USB RAW設備則是指除了明確符合USBTMC規(guī)格的儀器之外的任何USB設備，通信時都要配置NI-VISA。配置NI-VISA的詳細步驟和過程可參考NI官方網(wǎng)站上免費提供的文檔《使用NI-VISA控制USB設備》。

3 固件程序開發(fā)
    構成建構所需要修改的文件大約有五個。其中Fw.c為USB固件程序的主文件，為了實現(xiàn)控制傳輸，需要修改該文件：其一是要聲明用來響應自定義設備請求的兩個函數(shù)，其二是設置自定義設備請求的響應部分。
    Periph．c首先要設置初始化函數(shù)TD_Init(void)，并應設置與EPOBUF有關的寄存器、CPU的時鐘頻率以及與I2C相關的寄存器：其次還要定義用來響應自定義設備請求的函數(shù)。
    Fx2．h頭文件中要定義自定義請求。
    Dscr．a(chǎn)51中則需要設置的是設備描述符和配置描述符，還有接口描述符。而控制傳輸需要的O端點不需要設置。
    Syncdly．h中要設置初始化函數(shù)TD_Init(void)的寄存器。
    本文所介紹的實例中要用到的I2C總線的讀寫函數(shù)如下：
    首先是：EZUSB_WriteI2C(BYTE addr，BYTE length，BYTE xdata*dat)，其中addr用于指定I2C設備地址；length為傳送數(shù)據(jù)長度；*dat為發(fā)送數(shù)據(jù)緩沖區(qū)的起始地址：該函數(shù)可用于向EZ-USB I2C接口寫一串數(shù)據(jù)。在所有提供的數(shù)據(jù)被發(fā)送之前，該函數(shù)立即返回。如果當前正在發(fā)送或接收數(shù)據(jù)，則發(fā)回FALSE，且數(shù)據(jù)不被發(fā)送。如果端口不忙，數(shù)據(jù)則進入隊列，并返回TRUE。
    第二個函數(shù)是EZUSB_ReadI2C(BYTE addr，BYTE length，BYTE xdata*dat)，其中的addr指定I2C設備地址；length為傳送數(shù)據(jù)長度；*dat為接收數(shù)據(jù)緩沖區(qū)起始地址；該函數(shù)用于從EZ-USB I2C接口讀一串數(shù)據(jù)。在所有被請求的數(shù)據(jù)讀入緩沖區(qū)之前，該函數(shù)立即返回。用戶需要不斷的詢問I2C的狀態(tài)，以確定數(shù)據(jù)何時有效。如果當前正在發(fā)送或接收數(shù)據(jù)，則調(diào)用該函數(shù)時返回FALSE，數(shù)據(jù)也不被讀出，當I2C端口不忙時，則讀取數(shù)據(jù)隊列并返回TRUE。
    下面給出自定義請求的響應程序代碼：
   

4 結束語
    主要介紹了基于EZ-USBFX2通信的組成部分和設計過程，本設計用NI的LabVIEW作為測試系統(tǒng)信號源的設置數(shù)據(jù)傳輸部分，并通過UCY7C-68013芯片程序較好地達到了配置信號源的目的。該通信過程現(xiàn)已通過了NI公司的VISAInteractive Control的軟件測試。事實上，該USB芯片除了配置作用外，還可以利用其他資源方便地實現(xiàn)測試系統(tǒng)的測試數(shù)據(jù)傳輸，從而達到充分利用資源的目的。