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基于EZ-USB 2100系列单片机的PCB检测系统开发

发布于：2024-07-17 编辑：匿名来源：网络

1简介　　在进行PCB逆向设计时，需要首先对电路板进行检测，获取所有元件引脚之间的连接关系；然后利用相应的软件对检测结果进行分析处理，最终还原出PCB的原理图。

假设电路板上有时间。

由于大规模PCB上器件引脚数量众多，完全依靠人工检测不仅效率低下，而且极易出错。

为了提高PCB检测的效率和准确性，本文提出一种基于EZ-USB系列单片机的PCB检测系统的设计与实现方案。

该系统的探头连接到电路板上的器件引脚。

在单片机的控制下，系统自动检测引脚之间的连接关系；然后，系统根据检测选择算法选择下一组引脚进行检测，如此循环直至检测到所有器件引脚。

。

采用EZ-USB系列单片机进行开发，不仅方便了检测设备与主机之间的高速通信，也给检测设备的功能扩展带来了极大的便利。

下面将首先分析EZ-USB系列单片机的特点和技术优势，然后给出基于该类型单片机的PCB检测系统的设计和实现。

S3CARM9开发板元SOC开发平台元豪华MCU开发系统元MCU学习板无线nRF-9E5模块元51 MCU测试开发板元天才NSP通用编程器元迷你ARM调试器元LABTOOL-48UXP 元S3CARM9开发板　2 EZ - USB 系列微控制器的特点　　EZ-USB 系列微控制器由 Cypress 开发。

该芯片集成了符合USB 1.1版规范的USB控制器和增强型内核。

增强型内核的运行频率为 24MHz，总线周期包含 4 个时钟周期，而标准总线周期包含 12 个时钟周期。

除了增强型内核外，与传统单片机相比，EZ-USB系列单片机还具有两大优势技术：1）通过USB总线与主机进行高速数据传输； 2）固件重配置功能。

这两种技术为应用开发提供了极大的便利和灵活性。

下面将具体分析在实际开发过程中如何使用这两种技术。

　　2.1 EZ-USB 系列单片机与主机之间的通信　　EZ-USB系列微控制器中集成的USB控制器符合USB 1.1版规范，可支持12Mbps高速数据传输。

主机上的应用程序通过 EZ-USB 设备驱动程序与 EZ-USB 微控制器进行通信。

基于EZ-USB 2100系列单片机的PCB检测系统开发

Cypress 提供了通用设备驱动程序，用户可以直接使用该驱动程序与 EZ-USB 微控制器进行通信。

　　首先主机需要加载通用设备驱动程序。

第一次使用USB设备时，您可能需要手动安装其驱动程序；此后，Windows会将相关信息保存在注册表中，并自动定位设备驱动程序。

　　加载通用设备驱动程序后，应用程序首先通过调用Win32 API函数CreateFile()来获取访问设备驱动程序的句柄：　　HANDLE DeviceHandle;　　DeviceHandle = CreateFile(“\\.\ ezusb -0", GENERIC_WRITE, FILE_SHARE_WRITE, NULL, OPEN_EXISTING, 0, NULL );　　然后，应用程序为 CreateFile() 函数返回的设备句柄设置 I/O 缓冲区，并通过调用 Win32 API 函数 DeviceIoControl( ) 完成设备读、写等操作：　　PVOID pvBuffer = NULL; 　　DWORD nBytes = 0; 　　PvBuffer = malloc(sizeof(Usb_Device_Descriptor )); 　　BResult = DeviceIoControl(DeviceHandle,/ / 已经打开的设备句柄　　IOCTL_EZUSB_GET_DEVICE_DESCRIPTOR, //IO控制代码　　NULL, 0, pvBuffer, sizeof (Usb_Device_Descriptor),　　&nBytes, NULL);　　EZ-USB外设的操作是通过它通过向DeviceIoControl函数传递相应的控制代码来实现，例如要完成数据的批量读取和批量写入操作，可以分别向该函数传递IOCTL_EZUSB_BULK_READ和IOCTL_EZUSB_BULK_WRITE控制代码。

　　2.2 EZ-USB系列单片机的固件重配置功能　　单片机系统的硬件电路设计完成后，还可以通过改变单片机的软件程序（即：固件）来改变单片机系统的特性和功能。

使用ROM存储固件，不可更改；使用EPROM存储固件会受到擦除次数和成本的限制。

EZ-USB系列微控制器中集成的外部RAM可用于加载固件。

当设备连接到主机时，固件会从主机加载到 RAM 中执行。

加载不同的固件设备会表现出不同的特性，从而达到软配置的目的。

。

　　3 EZ-USB系列单片机在PCB检测系统开发中的应用　　3.1　　3.1硬件电路设计　　系统硬件电路结构图如图1所示，连接了k个探头到多个模拟开关组成的模拟开关　　3.2 系统功能扩展　　如本文2.2节所述，可以利用EZ-USB的重配置功能来修改固件程序，使系统获得新的功能。

在开发PCB检测系统的过程中，我们发现需要测量电路板上的电阻、电容、电感等两脚器件的数值。

由于大型电路板上此类器件数量众多，使用万用表或逻辑分析仪进行手动测量是一项非常繁琐的工作。

使用EZ-USB的重新配置功能可以解决这个问题。

利用与3.1节相同的硬件电路，作者还设计了一套固件程序，用于电路板上电阻、电容和电感的类型识别和数值确定。

　　4 结论　　本文给出了一种基于EZ-USB系列单片机的PCB检测电路的设计方案。

该检测系统大大提高了PCB反设计工作的效率。

实际应用结果表明，该检测系统具有良好的检测完整性和准确性。

　　参考文献　　[1]赛普拉斯半导体公司，EZ-USB系列[EB]，.　　[2]吴忠，EZ-USB接口器件软配置技术[M]，微控制器与嵌入式系统。

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