USB接口芯片FTDI VNC2在51单片机系统中应用

摘要：介绍了FTDI公司生产的主／从双工作模式USB接口芯片VNC2的性能与内部结构，给出了VNC2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：VNC2；USB接口；驱动程序；Ｕ盘读写

　　１ 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ＵＳＢ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人电脑ＰＣ。而我们买到和使用的ＵＳＢ移动设备都是Ｕ

ＳＢ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Ｗ７８

Ｅ５４和ＵＳＢ接口芯片 VNC2 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　VNC2的结构性能

    VNC2 是FTDI第二代提供两口USB Host的芯片.VNC2 是一个可编程的，基于通用的嵌入式微处理器核

心的片上系统。 
    从早期的VNC1升级到VNC2，CPU 处理能力有了显著的提升。USB的数据传输由硬件处理，因此用户能

更方便的进行控制。 完整的组合软件设计环境和工具可以使设计更简单。 提供各种芯片封装及配置的

评估板给客户。
       嵌入式微处理器处理核心。 16 bit Harvard 架构。指令长度可变。支持系统内部调试。USB设

备进入挂起状态时，VNC2进入省电状态。 (<2.5mA)提供开发工具使客户可以生成自己独有的firmware。

256Kbytes E-Flash Memory 16Kbytes Data RAM 可以通过UART, SPI, FIFO接口或U盘进行firmware 更

新。 可提供评估板。两个全速/低速 USB 2.0 host/slave 接口。可编程 UART。两个SPI slave接口和

一个SPI master 接口。提供通用的I/O口。内嵌DMA控制器。通用的计数器。8 bit FIFO 接口。最大8个

脉冲宽度调制(PWM)引脚。支持总线主控功能调试界面。

　　３ 和微控制器的硬件接口

    图２所示是５１系列微控制器Ｗ７８Ｅ５４与VNC2的连接电路。在该设计硬件时，由于所选用的５

１系列单片机Ｗ７８Ｅ５４及其周围元件的工作电压为 ５Ｖ，而VNC2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VNC2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VNC2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，

VNC2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。

    ４ 软件设计

    ＵＳＢ软件设计分为２部分，一是VNC2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。

　　
如果想了解这方面的信息或者开发上遇到问题需要支持，可以联系我。

FTDI一级代理  卓杰电子有限公司
arthur@cyberwin.com.cn

QQ：247335192

tel：158-67532737