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1、第16章 USB接口與編程實(shí)例,主要內(nèi)容： USB概述 USB設(shè)備 USB物理特性 USB通信協(xié)議 JB8的USB模塊的編程方法,16.1 USB概述,USB協(xié)議有兩種：USB1.1和USB2.0。USB2.0和USB1.1完全兼容。USB1.1支持的數(shù)據(jù)傳輸率為12Mbps和1.5Mbps（用于慢速外設(shè)），USB2.0支持的數(shù)據(jù)傳速率可達(dá)480Mbps。在普通用戶看來，USB系統(tǒng)就是外設(shè)通過一根USB電纜和PC機(jī)連接起來。通常把外設(shè)稱為USB設(shè)備，把其所連接的PC機(jī)稱為USB主機(jī)。將指向USB主機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸方向稱為上行通信，把指向USB設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸方向稱為下行通信。,,16.1 USB概述

2、,USB網(wǎng)絡(luò)采用階梯式星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，如圖16-1。一個(gè)USB網(wǎng)絡(luò)中只能有一個(gè)主機(jī)。主機(jī)內(nèi)設(shè)置了一個(gè)根集線器，提供了主機(jī)上的初始附屬點(diǎn)。,圖16-1 USB主機(jī)和USB設(shè)備的連接,16.1 USB概述,主機(jī)定時(shí)對(duì)集線器的狀態(tài)進(jìn)行查詢。當(dāng)一個(gè)新設(shè)備接入集線器時(shí)，主機(jī)會(huì)檢測(cè)到集線器狀態(tài)改變，主機(jī)發(fā)出一個(gè)命令使該端口有效并對(duì)其進(jìn)行設(shè)置。位于這個(gè)端口上的設(shè)備進(jìn)行響應(yīng)，主機(jī)收到關(guān)于設(shè)備的信息，主機(jī)的操作系統(tǒng)確定對(duì)這個(gè)設(shè)備使用那種驅(qū)動(dòng)程序，接著設(shè)備被分配一個(gè)唯一標(biāo)識(shí)的地址，范圍從0127，其中0為所有的設(shè)備在沒有分配惟一地址時(shí)使用的默認(rèn)地址。主機(jī)向它發(fā)出內(nèi)部設(shè)置請(qǐng)求。當(dāng)一個(gè)設(shè)備從總線上移走時(shí)，主機(jī)就從其可用

3、資源列表中將這個(gè)設(shè)備刪除。,16.2 USB系統(tǒng)基本概念,16.2.1 USB主機(jī) USB的所有數(shù)據(jù)通信（不論是上行通信還是下行通信）都由USB主機(jī)啟動(dòng)，所以USB主機(jī)在整個(gè)數(shù)據(jù)傳輸過程中占據(jù)著主導(dǎo)地位。在USB系統(tǒng)中只允許有一個(gè)主機(jī)。從開發(fā)人員的角度看，USB主機(jī)可分為三個(gè)不同的功能模塊：客戶軟件、USB系統(tǒng)軟件和USB總線接口。 (1) 客戶軟件 (2) USB系統(tǒng)軟件 (3) USB總線接口,16.2 USB系統(tǒng)基本概念,16.2.1 USB主機(jī) (1) 客戶軟件 客戶軟件負(fù)責(zé)和USB設(shè)備的功能單元進(jìn)行通信，以實(shí)現(xiàn)其特定功能。一般由開發(fā)人員自行開發(fā)?？蛻糗浖荒苤苯釉L問USB設(shè)備，其

4、與USB設(shè)備功能單元的通信必須經(jīng)過USB系統(tǒng)軟件和USB總線接口模塊才能實(shí)現(xiàn)?？蛻糗浖话惆║SB設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序和界面應(yīng)用程序兩部分。 USB設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序負(fù)責(zé)和USB系統(tǒng)軟件進(jìn)行通信。通常，它向USB總線驅(qū)動(dòng)程序發(fā)出I/O請(qǐng)求包（IRP）以啟動(dòng)一次USB數(shù)據(jù)傳輸。此外，根據(jù)數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆较?，它還應(yīng)提供一個(gè)或空或滿的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)以存儲(chǔ)這些數(shù)據(jù)。 界面應(yīng)用程序負(fù)責(zé)和USB設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序進(jìn)行通信，以控制USB設(shè)備。它是最上層的軟件，只能看到向USB設(shè)備發(fā)送的原始數(shù)據(jù)和從USB設(shè)備接收的最終數(shù)據(jù)。,16.2 USB系統(tǒng)基本概念,16.2.1 USB主機(jī) (2) USB系統(tǒng)軟件 USB系統(tǒng)軟件負(fù)責(zé)

5、和USB邏輯設(shè)備進(jìn)行配置通信，并管理客戶軟件啟動(dòng)的數(shù)據(jù)傳輸。USB邏輯設(shè)備是程序員與USB設(shè)備打交道的部分。USB系統(tǒng)軟件一般包括USB總線驅(qū)動(dòng)程序和USB主控制器驅(qū)動(dòng)程序這兩部分。這些軟件通常由操作系統(tǒng)提供，開發(fā)人員不必掌握。,16.2 USB系統(tǒng)基本概念,16.2.1 USB主機(jī) (3) USB總線接口 USB總線接口包括主控制器和根集線器兩部分。根集線器為USB系統(tǒng)提供連接起點(diǎn)，用于給USB系統(tǒng)提供一個(gè)或多個(gè)連接點(diǎn)（端口）。主控制器負(fù)責(zé)完成主機(jī)和USB設(shè)備之間數(shù)據(jù)的實(shí)際傳輸，包括對(duì)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行串行編解碼、差錯(cuò)控制等。該部分與USB系統(tǒng)軟件的接口依賴于主控制器的硬件實(shí)現(xiàn)，開發(fā)人員不必

6、掌握。,16.2 USB系統(tǒng)基本概念,16.2.2 USB設(shè)備 一個(gè)USB設(shè)備由三個(gè)功能模塊組成：USB總線接口、USB邏輯設(shè)備和功能單元。這里的USB總線接口指的是USB設(shè)備中的串行接口引擎（SIE）；USB邏輯設(shè)備被USB系統(tǒng)軟件看作是一個(gè)端點(diǎn)的集合；功能單元被客戶軟件看作是一個(gè)接口的集合。SIE、端點(diǎn)和接口都是USB設(shè)備的組成單元。為了更好地描述USB設(shè)備的特征，USB提出了設(shè)備架構(gòu)的概念。從這個(gè)角度來看，可以認(rèn)為USB設(shè)備是由一些配置、接口和端點(diǎn)組成的，即一個(gè)USB設(shè)備可以含有一個(gè)或多個(gè)配置，在每個(gè)配置中可含有一個(gè)或多個(gè)接口，在每個(gè)接口中可含有若干個(gè)端點(diǎn)。其中，配置和接口是對(duì)USB

7、設(shè)備功能的抽象，實(shí)際的數(shù)據(jù)傳輸由端點(diǎn)來完成。在使用USB設(shè)備前，必須指明其采用的配置和接口。這個(gè)步驟一般是在設(shè)備接入主機(jī)時(shí)設(shè)備進(jìn)行自舉時(shí)完成的，我們?cè)诤竺鏁?huì)進(jìn)一步介紹。USB設(shè)備使用各種描述符來說明其設(shè)備架構(gòu)，包括設(shè)備描述符、配置描述符、接口描述符、端點(diǎn)描述符以及字符串描述符，它們通常被保存在USB設(shè)備的固件程序中。,16.2 USB系統(tǒng)基本概念,16.2.2 USB設(shè)備 設(shè)備 設(shè)備代表一個(gè)USB設(shè)備，它由一個(gè)或多個(gè)配置組成。設(shè)備描述符用于說明設(shè)備的總體信息，并指明其所含的配置的個(gè)數(shù)。一個(gè)USB設(shè)備只能有一個(gè)設(shè)備描述符。 配置 一個(gè)USB設(shè)備可以包含一個(gè)或多個(gè)配置，如USB

8、設(shè)備的低功耗模式和高功耗模式可分別對(duì)應(yīng)一個(gè)配置。在使用USB設(shè)備前，必須為其選擇一個(gè)合適的配置。配置描述符用于說明USB設(shè)備中各個(gè)配置的特性，如配置所含接口的個(gè)數(shù)等。USB設(shè)備的每一個(gè)配置都必須有一個(gè)配置描述符。 接口 一個(gè)配置可以包含一個(gè)或多個(gè)接口，如對(duì)一個(gè)光驅(qū)來說，當(dāng)用于文件傳輸時(shí)使用其大容量存儲(chǔ)接口；而當(dāng)用于播放CD時(shí)，使用其音頻接口。接口是端點(diǎn)的集合，可以包含一個(gè)或多個(gè)可替換設(shè)置，用戶能夠在USB處于配置狀態(tài)時(shí)，改變當(dāng)前接口所含的個(gè)數(shù)和特性。接口描述符用于說明USB設(shè)備中各個(gè)接口的特性，如接口所屬的設(shè)備類及其子類等。USB設(shè)備的每個(gè)接口都必須有一個(gè)接口描述符。,16.2 USB

9、系統(tǒng)基本概念,16.2.2 USB設(shè)備 端點(diǎn) 端點(diǎn)是USB設(shè)備中的實(shí)際物理單元，USB數(shù)據(jù)傳輸就是在主機(jī)和USB設(shè)備各個(gè)端點(diǎn)之間進(jìn)行的。端點(diǎn)一般由USB接口芯片提供，例如Freescale的MC68HC908JB8。USB設(shè)備中的每一個(gè)端點(diǎn)都有唯一的端點(diǎn)號(hào)，每個(gè)端點(diǎn)所支持的數(shù)據(jù)傳輸方向一般而言也是確定的：或是輸入（IN）或是輸出（OUT），也有些芯片提供的端點(diǎn)的數(shù)據(jù)方向是可以配置的，例如MC68HC908JB8包含有兩個(gè)用于數(shù)據(jù)收發(fā)的端點(diǎn)：端點(diǎn)1和端點(diǎn)2。其中端點(diǎn)1只能用于數(shù)據(jù)發(fā)送，即支持輸入（IN），端點(diǎn)2既能用于數(shù)據(jù)發(fā)送也可用于數(shù)據(jù)接收，即支持輸入（IN）和輸出（OUT）操作。需要注意

10、的是，在這里數(shù)據(jù)的傳輸方向是站在主機(jī)的立場(chǎng)上來看得。比如端點(diǎn)1只能發(fā)送數(shù)據(jù)，在主機(jī)看來是端點(diǎn)1向主機(jī)輸入數(shù)據(jù)，即IN操作；當(dāng)端點(diǎn)2配置為接收數(shù)據(jù)時(shí)，主機(jī)向端點(diǎn)2輸出數(shù)據(jù)，即OUT操作。這一點(diǎn)是初學(xué)者比較容易產(chǎn)生混淆的地方。 利用設(shè)備地址、端點(diǎn)號(hào)和傳輸方向就可以指定一個(gè)端點(diǎn)，并和它進(jìn)行通信。 0號(hào)端點(diǎn)比較特殊，它有數(shù)據(jù)輸入IN和數(shù)據(jù)輸出OUT兩個(gè)物理單元，且只能支持控制傳輸。,16.2 USB系統(tǒng)基本概念,16.2.2 USB設(shè)備 字符串 在USB設(shè)備中通常還含有字符串描述符，以說明一些專用信息，如制造商的名稱、設(shè)備的序列號(hào)等。它的內(nèi)容以UNICODE的形式給出，且可以被客戶軟件

11、所讀取。對(duì)USB設(shè)備來說，字符串描述符是可選的。 管道 在USB系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中，可以認(rèn)為數(shù)據(jù)傳輸是在主機(jī)軟件（USB系統(tǒng)軟件或客戶軟件）和USB設(shè)備的各個(gè)端點(diǎn)之間直接進(jìn)行的，它們之間的連接稱為管道。管道是在USB設(shè)備的配置過程中建立的。管道是對(duì)主機(jī)和USB設(shè)備間通信流的抽象，它表示主機(jī)的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)和USB設(shè)備的端點(diǎn)之間存在著邏輯數(shù)據(jù)傳輸，而實(shí)際的數(shù)據(jù)傳輸是由USB總線接口層來完成的。 管道和USB設(shè)備中的端點(diǎn)一一對(duì)應(yīng)。一個(gè)USB設(shè)備含有多少個(gè)端點(diǎn)，其和主機(jī)進(jìn)行通信時(shí)就可以使用多少條管道，且端點(diǎn)的類型決定了管道中數(shù)據(jù)的傳輸類型，如中斷端點(diǎn)對(duì)應(yīng)中斷管道，且該管道只能進(jìn)行中斷傳輸。傳輸類型在

12、后面會(huì)介紹。不論存在著多少條管道，在各個(gè)管道中進(jìn)行的數(shù)據(jù)傳輸都是相互獨(dú)立的。,16.3 USB物理特性,16.3.1 USB接口 USB使用一根屏蔽的4線電纜與網(wǎng)絡(luò)上的設(shè)備進(jìn)行互聯(lián)。數(shù)據(jù)傳輸通過一個(gè)差分雙絞線進(jìn)行，這兩根線分別標(biāo)為D+和D-，另外兩根線是Vcc和Ground，其中Vcc向USB設(shè)備供電。使用USB電源的設(shè)備稱為總線供電設(shè)備，而使用自己外部電源的設(shè)備叫做自供電設(shè)備。為了避免混淆，USB電纜中的線都用不同的顏色標(biāo)記，如表16-1所示。,表16-1 USB纜線的信號(hào)與顏色,16.3 USB物理特性,16.3.1 USB接口 從一個(gè)設(shè)備連回到主機(jī)，稱為上行連接；從主機(jī)到設(shè)備

13、的連接，稱為下行連接。為了防止回環(huán)情況的發(fā)生，上行和下行端口使用不同的連接器所以USB在電纜和設(shè)備的連接中分別采用了兩種類型的連接頭，即圖16-2所示的A型連接頭和B型連接頭。每個(gè)連接頭內(nèi)的電線號(hào)與圖16-2的引腳編號(hào)是一致的。A型連接頭，用于上行連接，即在主機(jī)或集線器上有一個(gè)A型插座，而在連接到主機(jī)或集線器的電纜的一端是A型插頭。在USB設(shè)備上有B型插座，而B型插頭在從主機(jī)或集線器接出的下行電纜的一端。采用這種連接方式，可以確保USB設(shè)備、主機(jī)/集線器和USB電纜始終以正確的方式連接，而不出現(xiàn)電纜接入方式出錯(cuò)，或直接將兩個(gè)USB設(shè)備連接到一起的情況。,,16.3 USB物理特性,16.3.2

14、 USB信號(hào) 差分信號(hào)技術(shù)特點(diǎn) 傳統(tǒng)的傳輸方式大多使用“正信號(hào)”或者“負(fù)信號(hào)”二進(jìn)制表達(dá)機(jī)制，這些信號(hào)利用單線傳輸。用不同的信號(hào)電平范圍來分別表示1和0，它們之間有一個(gè)臨界值，如果在數(shù)據(jù)傳輸過程中受到中低強(qiáng)度的干擾，高低電平不會(huì)突破臨界值，那么信號(hào)傳輸可以正常進(jìn)行。但如果遇到強(qiáng)干擾，高低電平突破臨界值，由此造成數(shù)據(jù)傳輸出錯(cuò)。差分信號(hào)技術(shù)最大的特點(diǎn)是：必須使用兩條線路才能表達(dá)一個(gè)比特位，用兩條線路傳輸信號(hào)的壓差作為判斷1還是0的依據(jù)。這種做法的優(yōu)點(diǎn)是具有極強(qiáng)的抗干擾性。倘若遭受外界強(qiáng)烈干擾，兩條線路對(duì)應(yīng)的電平同樣會(huì)出現(xiàn)大幅度提升或降低的情況，但二者的電平改變方向和幅度幾乎相同，電壓差值就可

15、始終保持相對(duì)穩(wěn)定，因此數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性并不會(huì)因干擾噪聲而有所降低。,（2）USB通信的格式,圖16-3 在USB電纜上使用雙向不歸零編碼和差動(dòng)信號(hào)的傳輸,USB的數(shù)據(jù)包使用反向不歸零編碼（NRZI）。圖16-3描述了在USB電纜段上傳輸信息的步驟。反向不歸零編碼由傳送信息的USB代理程序完成；然后，被編碼的數(shù)據(jù)通過差分驅(qū)動(dòng)器送到USB電纜上；接著，接收器將輸入的差分信號(hào)進(jìn)行放大，將其送給解碼器。使用該編碼和差動(dòng)信號(hào)傳輸方式可以更好地保證數(shù)據(jù)的完整性并減少噪聲干擾。,（2）USB通信的格式,圖16-4 反向不歸零編碼,使用反向不歸零編碼方式可以保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐暾?，而且不要求傳輸過程中有獨(dú)立的時(shí)鐘信

16、號(hào)。反向不歸零編碼不是一個(gè)新的編碼方式。它在許多方面都有應(yīng)用。圖16-4給出了一個(gè)數(shù)據(jù)流和編碼之后的結(jié)果。在反向不歸零編碼時(shí)，遇到“0”轉(zhuǎn)換，遇到“1”保持。反向不歸零碼必須保持與輸入數(shù)據(jù)的同步性，以確保數(shù)據(jù)采樣正確。反向不歸零碼數(shù)據(jù)流必須在一個(gè)數(shù)據(jù)窗口被采樣，無論前一個(gè)位時(shí)間是否發(fā)生過轉(zhuǎn)換。解碼器在每個(gè)位時(shí)間采樣數(shù)據(jù)以檢查是否有轉(zhuǎn)換。,（2）USB通信的格式,,若重復(fù)相同的“1”信號(hào)一直進(jìn)入時(shí)，就會(huì)造成數(shù)據(jù)長時(shí)間無法轉(zhuǎn)換，逐漸的積累，而導(dǎo)致接收器最終丟失同步信號(hào)的狀況，使得讀取的時(shí)序會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的錯(cuò)誤。因此，在NRZI編碼之間，還需執(zhí)行所謂的位填充的工作。位填充要求數(shù)據(jù)流中如果有連續(xù)的六個(gè)“1

17、”就要強(qiáng)行轉(zhuǎn)換。這樣接收器在反向不歸零碼數(shù)據(jù)流中最多每七個(gè)位就檢測(cè)到一次跳轉(zhuǎn)。這樣就保證了接收器與輸入數(shù)據(jù)流保持同步。反向不歸零碼的發(fā)送器要把“0”（填充位）插到數(shù)據(jù)流中。接收器必須被設(shè)計(jì)成能夠在連續(xù)的六個(gè)“1”之后識(shí)別一個(gè)自動(dòng)跳轉(zhuǎn)，并且立即扔掉這六個(gè)“1”之后的“0”位。 圖16-5的第一行是送到接收器的原始數(shù)據(jù)。注意數(shù)據(jù)流包括連續(xù)的八個(gè)“1”。第二行表示對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行了位填充，在原始的第六個(gè)和第七個(gè)“1”之間填入了一個(gè)“0”。第七個(gè)“1”延時(shí)一個(gè)位時(shí)間讓填充位插入。接收器知道連續(xù)六個(gè)“1”之后將是一個(gè)填充位，所以該位就要被忽略。注意，如果原始數(shù)據(jù)的第七個(gè)位是“0”，填充位也同樣插入，在填

18、充過的數(shù)據(jù)流中就會(huì)有兩個(gè)連續(xù)的“0”。,16.3 USB物理特性16.3.3 檢測(cè)設(shè)備連接和速度,在USB設(shè)備連接時(shí)，USB系統(tǒng)能自動(dòng)檢測(cè)到這個(gè)連接，并識(shí)別出其采用的數(shù)據(jù)傳輸速率。USB采用在D+或D-線上增加上拉電阻的方法來識(shí)別低速和全速設(shè)備。USB支持三種類型的傳輸速率：1.5Mb/s的低速傳輸、12Mb/s的全速傳輸和480Mb/s的高速傳輸。如圖16-6和圖16-7所示。當(dāng)主控制器或集線器的下行端口上沒有USB設(shè)備連接時(shí)，其D+和D-線上的下拉電阻使得這兩條數(shù)據(jù)線的電壓都是近地的（0V）；當(dāng)全速/低速設(shè)備連接以后，電流流過由集線器的下拉電阻和設(shè)備在D+/D-的上拉電阻構(gòu)成的分壓器。由于

19、下拉電阻的阻值是15K，上拉電阻的阻值是1.5K，所以在D+/D-線上會(huì)出現(xiàn)大小為（Vcc*15/（15+1.5））的直流高電平電壓。當(dāng)USB主機(jī)探測(cè)到D+/D-線的電壓已經(jīng)接近高電平，而其它的線保持接地時(shí)，它就知道全速/低速設(shè)備已經(jīng)連接了。,,16.3 USB物理特性16.3.3 檢測(cè)設(shè)備連接和速度,低速USB設(shè)備電纜和電阻的連接,全速USB設(shè)備電纜和電阻的連接,,,16.4 USB的通訊協(xié)議,16.4.1 包 包（Packet）是USB系統(tǒng)中信息傳輸?shù)幕締卧?，所有?shù)據(jù)都是經(jīng)過打包后在總線上傳輸?shù)?。USB包由五部分組成，即同步字段（SYNC）、包標(biāo)識(shí)符字段（PID）、數(shù)據(jù)字段、循環(huán)冗余校

20、驗(yàn)字段（CRC）和包結(jié)尾字段（EOP），包的基本格式如下圖：,1、SYNC字段:由8位組成，作為每個(gè)數(shù)據(jù)封包的前導(dǎo)，用來產(chǎn)生同步作用，使USB設(shè)備與總線的包傳輸率同步，它的數(shù)值固定為00000001。 2、PID字段:用來表示數(shù)據(jù)封包的類型。包標(biāo)識(shí)符中的校驗(yàn)字段是通過對(duì)類型字段的每個(gè)位求反碼產(chǎn)生的， PID字段如下圖所示：,,,,,,,表16-2中列出了信息包的類型，包括令牌、數(shù)據(jù)、握手或特殊四種信息包類型。,,,表16-2 各種信息包的類型與規(guī)范,3、數(shù)據(jù)字段:是用來攜帶主機(jī)與設(shè)備之間要傳遞的信息，其內(nèi)容和長度根據(jù)包標(biāo)識(shí)符、傳輸類型的不同而各不相同。在USB包中，數(shù)據(jù)字段可以包含設(shè)備地址、

21、端點(diǎn)號(hào)、幀序列號(hào)以及數(shù)據(jù)等內(nèi)容。在總線傳輸中，總是首先傳輸字節(jié)的最低位，最后傳輸字節(jié)的最高位。 (1) 設(shè)備地址（ADDR）數(shù)據(jù)域 ADDR數(shù)據(jù)域由7位組成，可用來尋址多達(dá)127個(gè)外圍設(shè)備。 (2) 端點(diǎn)（ENDP）數(shù)據(jù)域 ENDP數(shù)據(jù)域由4位組成。通過這4個(gè)位最多可尋址出32個(gè)端點(diǎn)。這個(gè)ENDP數(shù)據(jù)域僅用在IN、OUT與SETUP令牌信息包中。對(duì)于慢速設(shè)備可支持端點(diǎn)0以及端點(diǎn)1作為中斷傳輸模式，而全速設(shè)備則可以擁有16個(gè)輸入端點(diǎn)（IN）與16個(gè)輸出端點(diǎn)（OUT）共32個(gè)端點(diǎn)。 (3) 幀序列號(hào) 當(dāng)USB令牌包的PID為SOF時(shí)，其數(shù)據(jù)字段必須為11位的幀序列號(hào)。幀序列號(hào)由主機(jī)產(chǎn)生，且每個(gè)數(shù)據(jù)

22、幀自動(dòng)加一，最大數(shù)值為0 x7FF。當(dāng)幀序列號(hào)達(dá)到最大數(shù)時(shí)將自動(dòng)從0開始循環(huán)。 (4) 數(shù)據(jù) 它僅存于DATA信息包內(nèi)，根據(jù)不同的傳輸類型，擁有不同的字節(jié)大小，從0到1023字節(jié)（實(shí)時(shí)傳輸）。,,,4、循環(huán)冗余碼CRC字段由不同數(shù)目的位所組成。根據(jù)不同的信息包類型，CRC數(shù)據(jù)域由不同數(shù)目的位所組成。其中重要的數(shù)據(jù)信息包采用CRC16的數(shù)據(jù)域（16個(gè)位），而其余的信息包類型則采用CRC5的數(shù)據(jù)域（5個(gè)位）。其中的循環(huán)冗余碼校驗(yàn)CRC，是一種錯(cuò)誤檢測(cè)技術(shù)。由于數(shù)據(jù)在傳輸時(shí)，有時(shí)候會(huì)發(fā)生錯(cuò)誤，因此CRC可根據(jù)數(shù)據(jù)算出一個(gè)校驗(yàn)值，然后依此判斷數(shù)據(jù)的正確性 5、包結(jié)尾字段即發(fā)送方在包的結(jié)尾發(fā)出包結(jié)尾信號(hào)

23、。USB主機(jī)根據(jù)EOP判斷數(shù)據(jù)包的結(jié)束。,,,16.4.2信息包格式,1令牌（token）包 在USB系統(tǒng)中，只有主機(jī)才能發(fā)出令牌包。令牌包定義了數(shù)據(jù)傳輸?shù)念愋?，它是事?wù)處理的第一階段。令牌包中較為重要的是SETUP、IN和OUT這三個(gè)令牌包。它們用來在根集線器和設(shè)備端點(diǎn)之間建立數(shù)據(jù)傳輸。一個(gè)IN包用來建立一個(gè)從設(shè)備到根集線器的數(shù)據(jù)傳送，一個(gè)OUT包用來建立從根集線器到設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸。令牌包格式如下：,,,,,,2數(shù)據(jù)（data）包 數(shù)據(jù)封包含有4個(gè)域：SYNC、PID、DATA與CRC16。DATA數(shù)據(jù)域的位值是根據(jù)USB設(shè)備的傳輸速度及傳輸類型而定，且須以8字節(jié)為基本單位。也就是，若傳輸?shù)?/p>

24、數(shù)據(jù)不足8字節(jié)，或傳輸?shù)阶詈笏Ｓ嗟囊膊蛔?字節(jié)，仍須傳輸8字節(jié)的數(shù)據(jù)域。格式如下：,,3. 握手（Handshake）包 握手信息包是最簡單的信息包類型。在這個(gè)握手信息包中僅包含一個(gè)PID數(shù)據(jù)域而已，它的格式如下所列：,,,在USB上數(shù)據(jù)信息的一次接收或發(fā)送的處理過程稱為事務(wù)處理（Transaction）。事務(wù)處理的類型包括輸入(IN)事務(wù)處理、輸出(OUT)事務(wù)處理、設(shè)置(SETUP)事務(wù)處理和幀開始、幀結(jié)尾等類型。在輸出(OUT)事務(wù)處理和設(shè)置(SETUP)事務(wù)處理中，緊接著SETUP和OUT包后的是DATA包，DATA0和DATA1包是交替地發(fā)送的，在DATA包后面，設(shè)備將回應(yīng)一個(gè)握手

25、信號(hào)，如果設(shè)備可以接收數(shù)據(jù)，就回應(yīng)ACK包，如果設(shè)備忙，就回應(yīng)NAK包，如果設(shè)備出錯(cuò)，則回應(yīng)STALL包；在IN事務(wù)中，IN包后面是設(shè)備發(fā)來的DATA包或NAK包或STALL包，若設(shè)備忙或出錯(cuò)，就發(fā)NAK包或STALL包給主機(jī)，若設(shè)備數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好發(fā)送，則發(fā)DATA包，DATA0和DATA1包也是交替地發(fā)送的，緊接著DATA包后面是主機(jī)發(fā)給設(shè)備的握手包，ACK表示主機(jī)可以接收數(shù)據(jù)，NAK包代表主機(jī)忙，STALL包代表主機(jī)出錯(cuò)。,16.4.3事務(wù),,,,,,,,1輸入（IN）事務(wù)處理 輸入事務(wù)處理表示USB主機(jī)從總線上的某個(gè)USB設(shè)備接收一個(gè)數(shù)據(jù)包的過程。 正常的輸入事務(wù)處理 設(shè)備忙時(shí)的輸入事務(wù)處理

26、 設(shè)備出錯(cuò)時(shí)的輸入事務(wù)處理,16.4.3事務(wù),,,,,,,,正常的輸出事務(wù)處理,2輸出（OUT）事務(wù)處理,,,,,,,設(shè)備忙時(shí)的輸出事務(wù)處理,設(shè)備出錯(cuò)時(shí)的輸入事務(wù)處理,,,,正常的設(shè)置事務(wù)處理,3設(shè)置（SETUP）事務(wù)處理,,,,,,,設(shè)備忙時(shí)的設(shè)置事務(wù)處理,設(shè)備出錯(cuò)時(shí)的設(shè)置事務(wù)處理,在USB的傳輸中，制定了4種傳輸類型：控制傳輸、中斷傳輸、批量傳輸以及等時(shí)傳輸?？刂苽鬏旑愋头譃?3個(gè)階段：設(shè)置階段、數(shù)據(jù)階段（無數(shù)據(jù)控制沒有此階段）以及狀態(tài)階段。根據(jù)數(shù)據(jù)階段的數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆较?，控制傳輸又可分?種類型：控制讀?。ㄗx取USB描述符）、控制寫入（配置USB設(shè)備）以及無數(shù)據(jù)控制。 1控制傳輸 控制

27、傳輸是USB傳輸中最重要的傳輸。它包含3種類型：控制讀取、控制寫入以及無數(shù)據(jù)控制。這3種控制傳輸類型又分為23個(gè)階段：設(shè)置階段、數(shù)據(jù)階段（無數(shù)據(jù)控制沒有此階段）以及狀態(tài)階段。 階段一：設(shè)置階段 主機(jī)從USB設(shè)備獲取配置信息，并設(shè)置設(shè)備的配置值。 設(shè)置階段的數(shù)據(jù)交換包含了SETUP令牌封包、緊隨其后的DATA0數(shù)據(jù)封包以及ACK握手封包。它的作用是執(zhí)行一個(gè)設(shè)置（概念含糊）的數(shù)據(jù)交換，并定義此控制傳輸?shù)膬?nèi)容。,16.4.4 USB傳輸類型,,,,,數(shù)據(jù)傳輸階段用來傳輸主機(jī)與設(shè)備之間的數(shù)據(jù)?？刂谱x取是將數(shù)據(jù)從設(shè)備讀到主機(jī)上，讀取的數(shù)據(jù)USB設(shè)備描述符。該過程如圖16-8所示。對(duì)每一個(gè)數(shù)據(jù)信息包而言，

28、首先，主機(jī)會(huì)發(fā)送一個(gè)IN令牌信息包，表示要讀數(shù)據(jù)進(jìn)來。然后，設(shè)備將數(shù)據(jù)通過DATA1數(shù)據(jù)信息包回傳給主機(jī)。最后，主機(jī)將以下列的方式加以響應(yīng)：當(dāng)數(shù)據(jù)已經(jīng)正確接收時(shí)，主機(jī)送出ACK令牌信息包；當(dāng)主機(jī)正在忙碌時(shí)，發(fā)出NAK握手信息包；當(dāng)發(fā)生了錯(cuò)誤時(shí)，主機(jī)發(fā)出STALL握手信息包。 控制寫入則是將數(shù)據(jù)從主機(jī)傳到設(shè)備上，所傳的數(shù)據(jù)即為對(duì)USB設(shè)備的配置信息，該過程如圖16-9所示。對(duì)每一個(gè)數(shù)據(jù)信息包而言，主機(jī)將會(huì)送出一個(gè)OUT令牌信息包，表示數(shù)據(jù)要送出去。緊接著，主機(jī)將數(shù)據(jù)通過DATA0數(shù)據(jù)信息包傳遞至設(shè)備。最后，設(shè)備將以下列方式加以響應(yīng)：當(dāng)數(shù)據(jù)已經(jīng)正確接收時(shí)，設(shè)備送出ACK令牌信息包；當(dāng)設(shè)備正在忙碌時(shí)

29、，設(shè)備發(fā)出NAK握手信息包；當(dāng)發(fā)生了錯(cuò)誤時(shí)，設(shè)備發(fā)出STALL握手信息包。,階段二：數(shù)據(jù)傳輸階段,,,,,狀態(tài)階段用來表示整個(gè)傳輸?shù)倪^程已完全結(jié)束。 狀態(tài)階段傳輸?shù)姆较虮仨毰c數(shù)據(jù)階段的方向相反，即原來是IN令牌封包，這個(gè)階段應(yīng)為OUT令牌封包；反之，原來是OUT令牌封包，這個(gè)階段應(yīng)為IN令牌封包。對(duì)于控制讀取而言，主機(jī)會(huì)送出OUT令牌封包，其后再跟著0長度的DATA1封包。而此時(shí)，設(shè)備也會(huì)做出相對(duì)應(yīng)的動(dòng)作，送ACK握手封包、NAK握手封包或STALL握手封包。相對(duì)地對(duì)于控制寫入傳輸，主機(jī)會(huì)送出IN令牌封包，然后設(shè)備送出表示完成狀態(tài)階段的0長度的DATA1封包，主機(jī)再做出相對(duì)應(yīng)的動(dòng)作：送ACK握

30、手封包、NAK握手封包或STALL握手封包。,階段三：狀態(tài)階段,,,,,2實(shí)時(shí)傳輸 實(shí)時(shí)傳輸適用于必須以固定速率抵達(dá)或在指定時(shí)刻抵 達(dá)，可以容忍偶爾錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)上。實(shí)時(shí)傳輸一般用于麥 克風(fēng)、喇叭等設(shè)備。 實(shí)時(shí)傳輸只需令牌與數(shù)據(jù)兩個(gè)信息包階段，沒有握手 包，故數(shù)據(jù)傳錯(cuò)時(shí)不會(huì)重傳。 3批量傳輸 用于傳輸大量數(shù)據(jù)，要求傳輸不能出錯(cuò)，但對(duì)時(shí)間沒有 要求，適用于打印機(jī)、存儲(chǔ)設(shè)備等。 4中斷傳輸 中斷傳輸方式總是用于對(duì)設(shè)備的查詢，以確定是否有數(shù) 據(jù)需要傳輸。因此中斷傳輸?shù)姆较蚩偸菑腢SB設(shè)備到主 機(jī)。,16.4.5設(shè)備列舉,1描述符 USB描述符就好像是USB外圍設(shè)備的“身份證”一樣，詳細(xì)地記錄著外圍設(shè)

31、備相關(guān)的一切信息。為了描述不同的數(shù)據(jù)，就需以不同類型的USB描述符來加以描述，它共有以下幾種類型：設(shè)備描述符、配置描述符、接口描述符和端點(diǎn)描述符，這幾個(gè)描述符是必須具有的，下面將結(jié)合實(shí)例詳細(xì)介紹；其他的描述符，例如，字符串描述符、數(shù)種不同的群組描述符以及報(bào)告描述符則可以根據(jù)不同的設(shè)備進(jìn)行選擇。,16.4.5設(shè)備列舉,（1）設(shè)備描述符,16.4.5設(shè)備列舉,（1）設(shè)備描述符,16.4.5設(shè)備列舉,（2）配置描述符,16.4.5設(shè)備列舉,（3）接口描述符,16.4.5設(shè)備列舉,（4）端點(diǎn)描述符,16.4.5設(shè)備列舉,（4）端點(diǎn)描述符,2 USB設(shè)備請(qǐng)求,,,,,1.清除請(qǐng)求(Clear Featu

32、re) 2.獲得描述符(Get Descriptor) 3.設(shè)置地址(Set Address) 4.設(shè)置狀態(tài)(Set Configuration),幾個(gè)主要的設(shè)備請(qǐng)求,2 USB設(shè)備請(qǐng)求,,,,,下面結(jié)合實(shí)例分別介紹幾個(gè)主要的設(shè)備請(qǐng)求。(1) 清除特性(Clear Feature)該請(qǐng)求是用來取消一個(gè)特性，其格式如下：,,該請(qǐng)求中的wValue表示特性選擇器，它對(duì)應(yīng)的值為：0端點(diǎn)，1設(shè)備。當(dāng)某個(gè)特點(diǎn)不允許取消，或該特性根本不存在，或者是指向一個(gè)根本不存在的接口或端點(diǎn)時(shí)，該請(qǐng)求將會(huì)導(dǎo)致設(shè)備請(qǐng)求失敗。如果端點(diǎn)被固件設(shè)為停止?fàn)顟B(tài)，主機(jī)軟件(總線驅(qū)動(dòng)程序)也可以發(fā)送一個(gè)值為0的CLEAR_F

33、EATURE命令清除該端點(diǎn)的停止?fàn)顟B(tài)，本實(shí)例中就是這樣使用該請(qǐng)求的。,2 USB設(shè)備請(qǐng)求,,,,,(2) 取得描述符(Get Descriptor)該請(qǐng)求可以取得USB設(shè)備中存在的特定的描述符，其格式如下：,,該請(qǐng)求中的wValue的高字節(jié)表示要取的描述符類型，低字節(jié)表示描述符的索引值，描述的類型有：1表示設(shè)備描述符，2表示配置描述符，3表示字符串描述符，4表示接口描述符，5表示端點(diǎn)描述符。wIndex的值為0或語言ID；當(dāng)要取的描述符是字符串描述符時(shí)，該域的值為語言ID；當(dāng)為其他的描述符時(shí)，該域?yàn)?。wLength表示要返回的數(shù)據(jù)長度，如果SETUP階段的地址使用的是預(yù)設(shè)地址0（ENDP字段

34、為0），這時(shí)的wLength值會(huì)大于實(shí)際的描述的值。這是為什么呢？原因是用戶以預(yù)設(shè)的地址0來取得設(shè)備描述符時(shí)，不管設(shè)多少字節(jié)，用戶最多只取其前8字節(jié)，即在控制傳輸過程只有一次數(shù)據(jù)階段。但是，如果用戶以新的地址（ENDP字段不為0）來取得設(shè)備描述符時(shí)，這時(shí)wLength的值就要注意了。,,2 USB設(shè)備請(qǐng)求,,,,,(3) 設(shè)置地址(Set Address)該請(qǐng)求給USB設(shè)備設(shè)置地址，從而可以對(duì)該USB設(shè)備進(jìn)行進(jìn)一步的訪問。其格式如下：,,該請(qǐng)求與其他的請(qǐng)求有一個(gè)重要的不同點(diǎn)，該請(qǐng)求下，USB設(shè)備一直不改變它的地址，直到該請(qǐng)求的狀態(tài)階段被成功地完成，而其他請(qǐng)求的操作都是在狀態(tài)階段之前完成，可以閱

35、讀本實(shí)例加深對(duì)該點(diǎn)的理解。若特定的設(shè)備地址大于127，或者wIndex 或wLength為非0值，那么該請(qǐng)求不執(zhí)行。,,2 USB設(shè)備請(qǐng)求,,,,,(4) 設(shè)置配置(Set Configuration)該請(qǐng)求對(duì)設(shè)備進(jìn)行設(shè)置。其格式如下：,,該請(qǐng)求中的wValue域的低字節(jié)表示設(shè)置的值，該值必須為0或者與配置描述符中的配置值相匹配。如果設(shè)置值等于0，表示設(shè)備在地址狀態(tài)。如果wIndex 或 wLength為非0值，那么該請(qǐng)求不執(zhí)行。,3 設(shè)備列舉 設(shè)備列舉可以簡單地概括為這樣的一個(gè)過程：主機(jī)通過USB設(shè)備請(qǐng)求來取得設(shè)備描述符并對(duì)該設(shè)備進(jìn)行配置。該過程可以簡化為如下5個(gè)步驟： 第一步，使用預(yù)設(shè)的地

36、址0取得設(shè)備描述符。 第二步，設(shè)置設(shè)備的新地址。 第三步，使用新地址取得設(shè)備描述符。 第四步，取得配置描述符。 第五步，設(shè)置配置描述符。 設(shè)備列舉使用的是控制傳輸。上述的5個(gè)步驟必須符合控制傳輸?shù)幕炯軜?gòu)，第一步、第三步和第四步使用的是控制讀取，第二步和第五步使用的是無數(shù)據(jù)控制。,,,,,,16.5 JB8 USB模塊的編程方法,16.5.1 MC68HC908JB8簡介 1MC68HC908JB8 單片機(jī)的性能概述 3MHz內(nèi)部總線頻率。 64字節(jié)I/O寄存器區(qū)。 256字節(jié)的片內(nèi)RAM。 8192字節(jié)的片內(nèi)Flash存儲(chǔ)器，具有在線編程能力和保密功能。 976字節(jié)監(jiān)控ROM。 16字節(jié)用戶

37、定義矢量區(qū)。 2個(gè)16位雙通道定時(shí)器接口模塊，每個(gè)通道可選擇為輸入捕捉、輸出比較和脈寬調(diào)制輸出。 內(nèi)置USB模塊，遵循USB1.1協(xié)議。,16.5 JB8 USB模塊的編程方法,16.5.1 MC68HC908JB8簡介 2引腳功能 JB8具有20、28、44三種封裝形式，下面以44引腳封裝的JB8為例，介紹其引腳功能。 電源類引腳 VDD、VSS(2腳、42腳)：電源供給端； VREG(1腳)：為3.3V輸出，其主要用于USB數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的電壓調(diào)制； 控制類引腳 (36腳):外部低有效復(fù)位輸入或輸出腳，有內(nèi)部上拉電阻； (18腳):外部中斷輸入腳，有內(nèi)部上拉電阻； I/O類引腳 PTA7/KBA

38、7PTA0/KBA0 (2225、3235腳)：8位通用雙向I/O口； PTB7PTB0 (3741、35腳)：8位通用雙向I/O口； PTC7PTC0 (3128、1714腳)：8位通用雙向I/O口； PTD7PTD0 (1921、106腳)：8位通用雙向I/O口； PTE4/D-、PTE3/D+ (13、12腳)：2位通用雙向I/O口；D-、D+用于USB模塊；PTE4/D-還可編程對(duì)IRQ中斷進(jìn)行觸發(fā)； PTE2/TCH1 、PTE1/TCH0 、PTE0/TCLK (26、11、27腳)：3位通用雙向I/O口；TCH1、TCH0、TCLK用于定時(shí)器模塊TIM； 其它 OSC1、OSC

39、2 (43、44腳)：片內(nèi)振蕩器引腳。,JB8具有20、28、44三種封裝形式，不同封裝只是引腳數(shù)量和形式有所區(qū)別，其它方面是一致的，JB8單片機(jī)的封裝見圖16-10所示，其中a,b,c分別給出了28，20，44三種封裝形式的管腳圖。,3JB8存儲(chǔ)器組織 CPU08可尋址64K地址空間，所以它的地址范圍是$0000$FFFF，在這$0000$FFFF的尋址范圍內(nèi)，分成多個(gè)不同區(qū)段，每個(gè)區(qū)段的作用不同。MC68HC908JB8單片機(jī)的存儲(chǔ)器組織及地址分配見圖16-11。,圖16-11 JB8存儲(chǔ)映像圖,16.5.1 MC68HC908JB8簡介,16.5.2 USB功能模塊 USB功能模塊可以

40、內(nèi)嵌在芯片中，也可以外擴(kuò)。MC68HC908JB8使用了內(nèi)嵌的USB功能模塊，如右圖所示。,（1） USB收發(fā)器：USB的D+和D-數(shù)據(jù)提供了接口。 （2）USB控制邏輯 ：處理CPU和收發(fā)器之間的數(shù)據(jù)移動(dòng)。 （3）USB寄存器：USB寄存器是用來控制和監(jiān)控USB操作。 （4）USB復(fù)位信號(hào):（5）USB懸掛 （6）USB低速設(shè)備,,,16. 5. 3 USB寄存器,USB寄存器是用來控制和監(jiān)視USB操作的，MC68HC908JB8中USB寄存器有如下幾種：地址寄存器（ADDR）、控制寄存器0-4（UCR0-UCR4）、狀態(tài)寄存器0-1（USR0-USR1）、中斷寄存器0-2（UIR0-UIR

41、2）、端點(diǎn)0數(shù)據(jù)寄存器0-7（UE0D0-UE0D7）、端點(diǎn)1數(shù)據(jù)寄存器0-7（UE1D0-UE1D7）和端點(diǎn)2數(shù)據(jù)寄存器0-7（UE2D0-UE2D7）。下面分別介紹這些寄存器。,,,16. 5. 3 USB寄存器,1）USB地址寄存器（UADDR） UADDR的地址：$0038，定義如下： D7 USBEN位：USB模塊允許位。USBEN=1，允許USB模塊，并且PTE4中斷不允許；USBEN=0，不允許USB模塊，包括USB中斷、復(fù)位以及復(fù)位中斷都不允許，并且PTE4/D-和PTE3/D+用作高電流開漏輸入輸出口PTE4和PTE3?？勺x寫位。 D6D0 UADD6UADD0：USB模塊的

42、地址。都是可讀寫位。,,,,16. 5. 3 USB寄存器,2）USB中斷寄存器0（UIR0） UIR0的地址：$0039，定義如下： D7 EOPIE位：EOP檢測(cè)中斷允許位?？勺x寫位，EOPIE=1，如果EOP被檢測(cè)到，能產(chǎn)生一個(gè)CPU中斷請(qǐng)求；EOPIE=0，如果EOP被檢測(cè)到，不能產(chǎn)生一個(gè)CPU中斷請(qǐng)求。 D6 SUSPND位：USB掛起位。可讀寫位，如果USB總線上連續(xù)3ms處于閑置狀態(tài)，則該位將會(huì)被軟件置位。置該位可以將收發(fā)器處于節(jié)能模式。在置該位之前，RESUMF標(biāo)志位必須清零；在RESUMF置位后，軟件必須清掉該位。 D5 TXD2IE位：端點(diǎn)2輸出中斷允許位?？勺x寫位，TXD

43、2IE=1，輸出端點(diǎn)2能產(chǎn)生一個(gè)CPU中斷請(qǐng)求；TXD2IE=0，輸出端點(diǎn)2不能產(chǎn)生一個(gè)CPU中斷請(qǐng)求。 D4 RXD2IE位：端點(diǎn)2接收中斷允許位。可讀寫位，RXD2IE=1，輸入端點(diǎn)2能產(chǎn)生一個(gè)CPU中斷請(qǐng)求；RXD2IE =0，接收端點(diǎn)2不能產(chǎn)生一個(gè)CPU中斷請(qǐng)求。 D3 TXD1IE位：端點(diǎn)1輸出中斷允許位?？勺x寫位，TXD1IE=1，輸出端點(diǎn)1能產(chǎn)生一個(gè)CPU中斷請(qǐng)求；TXD1IE=0，輸出端點(diǎn)1不能產(chǎn)生一個(gè)CPU中斷請(qǐng)求。 D1 TXD0IE位：端點(diǎn)0輸出中斷允許位。可讀寫位，TXD0IE=1，輸出端點(diǎn)0能產(chǎn)生一個(gè)CPU中斷請(qǐng)求；TXD0IE=0，輸出端點(diǎn)0不能產(chǎn)生一個(gè)CPU中斷請(qǐng)

44、求。 D0 RXD0IE位：端點(diǎn)0接收中斷允許位。可讀寫位，RXD0IE=1，輸入端點(diǎn)0能產(chǎn)生一個(gè)CPU中斷請(qǐng)求；RXD0IE =0，接收端點(diǎn)0不能產(chǎn)生一個(gè)CPU中斷請(qǐng)求。,,,,16. 5. 3 USB寄存器,3）USB中斷寄存器1（UIR1） UIR1的地址：$003A，定義如下： 該寄存器所有的位均為只讀位。 D7 EOPF位：EOP檢測(cè)標(biāo)志位。EOPF=1，EOP被檢測(cè)到；EOPF=0，EOP沒有被檢測(cè)到。 D6 RSTF位：USB復(fù)位標(biāo)志位。在D+和D-上，當(dāng)一個(gè)合法的復(fù)位信號(hào)狀態(tài)被檢測(cè)到，該位被置1。 D5 TXD2F位：端點(diǎn)2輸出標(biāo)志位。當(dāng)存放在端點(diǎn)2輸出緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)被送出，并

45、且接收到一個(gè)從主機(jī)發(fā)送的ACK握手包，該位被置1。 D4 RXD2F位：端點(diǎn)2數(shù)據(jù)接收標(biāo)志位。當(dāng)USB模塊接收到了一個(gè)數(shù)據(jù)包，并返回一個(gè)ACK握手包后，該位被置1。 D3 TXD1F位：端點(diǎn)1輸出標(biāo)志位。當(dāng)存放在端點(diǎn)1輸出緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)被送出，并且一個(gè)從主機(jī)發(fā)送的ACK握手包被接收到，該位被置1。 D2 RESUMF位：喚醒標(biāo)志位。當(dāng)SUSPND位置1，并且USB總線被激活，該位被置1。 D1 TXD0F位：端點(diǎn)0輸出標(biāo)志位。當(dāng)存放在端點(diǎn)0輸出緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)被送出，并且一個(gè)從主機(jī)發(fā)送的ACK握手包被接收到，該位被置1。 D0 RXD0F位：端點(diǎn)0數(shù)據(jù)接收標(biāo)志位。當(dāng)USB模塊接收到了一個(gè)數(shù)據(jù)包，

46、并返回一個(gè)ACK握手包后，該位被置1。,,,,16. 5. 3 USB寄存器,4）USB中斷寄存器2（UIR2） UIR2的地址：$001B，定義如下： 該寄存器所有的位均為只寫位。 D7 EOPFR位：EOP標(biāo)志位復(fù)位。寫“1”到該位將清EOPF位，寫“0”到該位不產(chǎn)生任何影響。復(fù)位將清該位。 D6 RSTFR位：清復(fù)位指示器位。寫“1”到該位將清RSTF位，寫“0”到該位不產(chǎn)生任何影響。復(fù)位將清該位。 D5 TXD2FR位：端點(diǎn)2輸出標(biāo)志位復(fù)位。寫“1”到該位將清TXD2F位，寫“0”到該位不產(chǎn)生任何影響。復(fù)位將清該位。 D4 RXD2FR位：端點(diǎn)2數(shù)據(jù)接收標(biāo)志位復(fù)位。寫“1”到該位將清R

47、XD2F位，寫“0”到該位不產(chǎn)生任何影響。復(fù)位將清該位。 D3 TXD1FR位：端點(diǎn)1輸出標(biāo)志位復(fù)位。寫“1”到該位將清TXD1F位，寫“0”到該位不產(chǎn)生任何影響。復(fù)位將清該位。 D2 RESUMFR位：喚醒標(biāo)志位復(fù)位。寫“1”到該位將清RESUMF位，寫“0”到該位不產(chǎn)生任何影響。復(fù)位將清該位。 D1 TXD0FR位：端點(diǎn)0輸出標(biāo)志位復(fù)位。寫“1”到該位將清TXD0F位，寫“0”到該位不產(chǎn)生任何影響。復(fù)位將清該位。 D0 RXD0FR位：端點(diǎn)0數(shù)據(jù)接收標(biāo)志位復(fù)位。寫“1”到該位將清RXD0F位，寫“0”到該位不產(chǎn)生任何影響。復(fù)位將清該位。,,,,16. 5. 3 USB寄存器,5）USB控制

48、寄存器0（UCR0） UCR0的地址：$003B，定義如下： D7 T0SEQ位：端點(diǎn)0輸出序列位。該位為可讀可寫位，它決定端點(diǎn)0的下一個(gè)IN事務(wù)發(fā)何種類型的數(shù)據(jù)包（DATA0或者DATA1）。TOSEQ1，表示端點(diǎn)0下一個(gè)發(fā)送的是DATA1包，TOSEQ=0，表示端點(diǎn)0下一個(gè)發(fā)送的是DATA0包。復(fù)位將清除該位。 D5 TX0E位：端點(diǎn)0輸出允許位。該位為可讀可寫位，當(dāng)USB主控制器向端點(diǎn)0發(fā)送一個(gè)IN事務(wù)時(shí)，該位可以允許發(fā)送。當(dāng)數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好發(fā)送后，軟件應(yīng)該將該位置“1”，當(dāng)端點(diǎn)0沒有數(shù)據(jù)被發(fā)送時(shí)，該位必須被清“0”。如果該位是“0”，或者TXD0F位為“1”，USB設(shè)備將對(duì)端點(diǎn)0的任何一個(gè)I

49、N事務(wù)返回一個(gè)NAK握手包。復(fù)位將清除該位。TX0E=1,表示數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好，可以發(fā)送，TX0E0，表示數(shù)據(jù)沒準(zhǔn)備好，以NAK包作為回應(yīng)。 D4 RX0E位：端點(diǎn)0接收允許位。該位為可讀可寫位，當(dāng)USB主控制器向端點(diǎn)0發(fā)送一個(gè)OUT事務(wù)時(shí)，該位可以允許接收。當(dāng)準(zhǔn)備好接收數(shù)據(jù)后，軟件應(yīng)該將該位置“1”，當(dāng)沒有數(shù)據(jù)被接收時(shí)，該位必須被清“0”。如果該位是“0”，或者RXD0F位為“1”，USB設(shè)備將對(duì)端點(diǎn)0的任何一個(gè)OUT事務(wù)返回一個(gè)NAK握手包，但是對(duì)SETUP事務(wù)將不作反應(yīng)。復(fù)位將清除該位。RX0E=1,表示可以接收數(shù)據(jù)， RX0E0，表示不可以接收數(shù)據(jù)，以NAK包作為回應(yīng)。 D3D0 TP0SI

50、Z3TP0SIZ0位：端點(diǎn)0輸出數(shù)據(jù)包大小。這些位為可讀可寫位，這幾位存儲(chǔ)的是端點(diǎn)0下一個(gè)IN事務(wù)發(fā)送數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)。復(fù)位將清除這幾位。,,,,16. 5. 3 USB寄存器,6）USB控制寄存器1（UCR1） UCR1的地址：$003C，定義如下： D7 T1SEQ位：端點(diǎn)1輸出序列位。該位為可讀可寫位，它決定端點(diǎn)1的下一個(gè)IN事務(wù)發(fā)何種類型的數(shù)據(jù)包（DATA0或者DATA1）。T1SEQ1，表示端點(diǎn)1下一個(gè)發(fā)送的是DATA1包，T1SEQ=0，表示端點(diǎn)1下一個(gè)發(fā)送的是DATA0包。復(fù)位將清除該位。 D6 STALL1位：端點(diǎn)1強(qiáng)制發(fā)STALL位。該位為可讀可寫位，當(dāng)USB主控制器發(fā)送一個(gè)IN事

51、務(wù)或OUT事務(wù)時(shí)，該位將使端點(diǎn)1發(fā)送一個(gè)STALL握手包。復(fù)位將清除該位。STALL11，表示發(fā)送STALL握手包。STALL=0，默認(rèn)狀態(tài)。 D5 TX1E位：端點(diǎn)1輸出允許位。該位為可讀可寫位，如果UCR3寄存器中的ENABLE1位（端點(diǎn)1使能位）被置1，當(dāng)USB主控制器向端點(diǎn)1發(fā)送一個(gè)IN事務(wù)時(shí)，該位可以允許發(fā)送。當(dāng)數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好發(fā)送后，軟件應(yīng)該將該位置“1”，當(dāng)端點(diǎn)1沒有數(shù)據(jù)被發(fā)送時(shí)，該位必須被清“0”。如果該位是“0”，或者TXD1F位為“1”，USB設(shè)備將對(duì)端點(diǎn)1的任何一個(gè)IN事務(wù)返回一個(gè)NAK握手包。復(fù)位將清除該位。TX1E=1,表示數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好，可以發(fā)送，TX1E0，表示數(shù)據(jù)沒準(zhǔn)備好

52、，以NAK包作為回應(yīng)。 D4 FRESUM位：強(qiáng)制喚醒位。 D3D0 TP1SIZ3TP1SIZ0位：端點(diǎn)1輸出數(shù)據(jù)包大小。這些位為可讀可寫位，這幾位存儲(chǔ)的是端點(diǎn)1下一個(gè)IN事務(wù)發(fā)送數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)。復(fù)位將清除這幾位。,,,,16. 5. 3 USB寄存器,7）USB控制寄存器2（UCR2） UCR2的地址：$0019，定義如下： D7 T2SEQ位：端點(diǎn)2輸出序列位。該位為可讀可寫位，它決定端點(diǎn)2的下一個(gè)IN事務(wù)發(fā)何種類型的數(shù)據(jù)包（DATA0或者DATA1）。T2SEQ1，表示端點(diǎn)2下一個(gè)發(fā)送的是DATA1包，T2SEQ=0，表示端點(diǎn)2下一個(gè)發(fā)送的是DATA0包。復(fù)位將清除該位。 D6 STALL

53、2位：端點(diǎn)2強(qiáng)制發(fā)STALL位。該位為可讀可寫位，當(dāng)USB主控制器發(fā)送一個(gè)IN事務(wù)或OUT事務(wù)時(shí)，該位將使端點(diǎn)2發(fā)送一個(gè)STALL握手包。復(fù)位將清除該位。STALL11，表示發(fā)送STALL握手包。STALL=0，默認(rèn)狀態(tài)。 D5 TX2E位：端點(diǎn)2輸出允許位。該位為可讀可寫位，如果UCR3寄存器中的ENABLE2位（端點(diǎn)2使能位）被置位，當(dāng)USB主控制器向端點(diǎn)2發(fā)送一個(gè)IN事務(wù)時(shí)，該位可以允許發(fā)送。當(dāng)數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好發(fā)送后，軟件應(yīng)該將該位置“1”，當(dāng)端點(diǎn)2沒有數(shù)據(jù)被發(fā)送時(shí)，該位必須被清“0”。如果該位是“0”，或者TXD2F位為“1”，USB設(shè)備將對(duì)端點(diǎn)2的任何一個(gè)IN事務(wù)返回一個(gè)NAK握手包。復(fù)位

54、將清除該位。TX2E=1,表示數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好，可以發(fā)送，TX2E0，表示數(shù)據(jù)沒準(zhǔn)備好，以NAK包作為回應(yīng)。 D4 RX2E位：端點(diǎn)2接收允許位。端點(diǎn)2接收允許位。該位為可讀可寫位，當(dāng)USB主控制器向端點(diǎn)2發(fā)送一個(gè)OUT事務(wù)時(shí)，該位可以允許接收。當(dāng)準(zhǔn)備好接收數(shù)據(jù)后，軟件應(yīng)該將該位置“1”，當(dāng)沒有數(shù)據(jù)被接收時(shí)，該位必須被清“0”。如果該位是“0”，或者RXD2F位為“1”，USB設(shè)備將對(duì)端點(diǎn)2的任何一個(gè)OUT事務(wù)返回一個(gè)NAK握手包。復(fù)位將清除該位。RX2E=1,表示可以接收數(shù)據(jù)， RX2E0，表示不接收數(shù)據(jù)，以NAK包作為回應(yīng)。 D3：0 TP2SIZ3：0位：端點(diǎn)2輸出數(shù)據(jù)包大小。這些位為可讀可寫

55、位，這幾位存儲(chǔ)的是端點(diǎn)2下一個(gè)IN事務(wù)發(fā)送數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)。復(fù)位將清除這幾位。,,,,16. 5. 3 USB寄存器,8）USB控制寄存器3（UCR3） UCR3的地址：$001A，定義如下： D7 TX1ST位：端點(diǎn)0傳輸起始標(biāo)志。該位為1，表示IN傳輸包發(fā)生在SETUP/OUT包之前；為0，表示IN傳輸包發(fā)生在SETUP/OUT包之后。 該位為只讀位。 D6 TX1STR位：寫1到該位將清除TX1ST位，寫0不產(chǎn)生影響。 D5 OSTALL0位：端點(diǎn)0的OUT包STALL位。該位為1，表示發(fā)送STALL握手信號(hào)，0為默認(rèn)值。 D4 ISTALL0位：端點(diǎn)0的IN包STALL位。該位為1，表示發(fā)送

56、STALL握手信號(hào)，0為默認(rèn)值。 D2 PULLEN位：上拉允許位。該位為1，表示D-腳有內(nèi)部上拉，0表示D-腳沒接內(nèi)部上拉。 D1 ENABLE2位：端點(diǎn)2允許位。1為允許，0為不允許。 D0 ENABLE1位：端點(diǎn)1允許位。1為允許，0為不允許。,,,,16. 5. 3 USB寄存器,9）USB控制寄存器4（UCR4） UCR4的地址：$001B，定義如下： D2 FUSBO位：該位若為1，表示使能USB輸出緩沖；該位若為0，表示USB模塊處于默認(rèn)操作狀態(tài)。 D1 FDP位：該位若為1，表示D+處于輸出高電平狀態(tài)；該位若為0，表示D+處于輸出低電平狀態(tài)。 D0 FDM位：該位若為1，表示D

57、-處于輸出高電平狀態(tài)；該位若為0，表示D-處于輸出低電平狀態(tài)。,,,,16. 5. 3 USB寄存器,10）USB狀態(tài)寄存器0（USR0） USR0的地址：$003E，定義如下： D7 R0SEQ位：端點(diǎn)0接收序列位。為1，表示上一次端點(diǎn)2接收的是DATA1；為0，表示上一次端點(diǎn)2接收的是DATA0。 D6 SETUP位：SETUP包檢測(cè)位。為1，表示上一次端點(diǎn)0接收的是一個(gè)SETUP包；為0，表示上一次端點(diǎn)0接收的不是SETUP包。 D3D0 RP0SIZ3RP0SIZ 0位：端點(diǎn)0接收數(shù)據(jù)包大小。,,,,16. 5. 3 USB寄存器,11）USB狀態(tài)寄存器1（USR1） USR1的地址：

58、$003E，定義如下： D7 R2SEQ位：端點(diǎn)2接收序列位。為1，表示上一次端點(diǎn)2接收的是DATA1；為0，表示上一次端點(diǎn)2接收的是DATA0。 D6 TXACK位：ACK包傳輸位。為1，表示上一次端點(diǎn)0發(fā)送的是一個(gè)ACK包；為0，表示上一次端點(diǎn)0發(fā)送的不是ACK包。 D5 TXANK位：NAK包傳輸位。為1，表示上一次端點(diǎn)0發(fā)送的是一個(gè)NAK包；為0，表示上一次端點(diǎn)0發(fā)送的不是NAK包。 D4 TXSTL位：STALL包傳輸位。為1，表示上一次端點(diǎn)0發(fā)送的是一個(gè)STALL包；為0，表示上一次端點(diǎn)0發(fā)送的不是STALL包。 D3D0 RP2SIZ3RP2SIZ 0位：端點(diǎn)2接收數(shù)據(jù)包大小。,

59、,,,16. 5. 3 USB寄存器 12) USB端點(diǎn)0數(shù)據(jù)寄存器（UE0D0-UE0D7） UE1D0-UE1D7的地址是從$0020-$0027。可讀可寫。 13) USB端點(diǎn)1數(shù)據(jù)寄存器（UE1D0-UE1D7） UE1D0-UE1D7的地址是從$0028-$002F。只寫。 14) USB端點(diǎn)2數(shù)據(jù)寄存器（UE2D0-UE2D7） UE1D0-UE1D7的地址是從$0030-$0037?？勺x可寫。,,,16.5.4 USB中斷,USB模塊中斷有三種類型： 當(dāng)接收或發(fā)送事務(wù)完成時(shí)，產(chǎn)生事務(wù)結(jié)束中斷； 當(dāng)USB總線懸掛后被激活時(shí)，產(chǎn)生喚醒中斷； 當(dāng)檢測(cè)到一個(gè)低速的包結(jié)束信號(hào)時(shí)，產(chǎn)生

60、結(jié)束中斷。 所有的中斷共享同一個(gè)中斷向量，由中斷程序區(qū)分產(chǎn)生的是什么中斷。,16.5.5 JB8 USB1.1通信編程,USB中斷處理流程圖,USB中斷服務(wù)程序,端點(diǎn)1和端點(diǎn)2利用查詢方式發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的編程方法，包括：USB初始化、發(fā)送字節(jié)和接收字節(jié)。 （1）USB初始化 （2）發(fā)送數(shù)據(jù)子程序 （3）接收數(shù)據(jù)子程序,端點(diǎn)1發(fā)送、接受數(shù)據(jù)的流程圖,USB中斷服務(wù)程序,（1）USB初始化,USB中斷服務(wù)程序,（2）發(fā)送數(shù)據(jù)子程序,USB中斷服務(wù)程序,（2）發(fā)送數(shù)據(jù)子程序,USB中斷服務(wù)程序,（3）接收數(shù)據(jù)子程序,16.6 PC機(jī)方USB1.1編程實(shí)例,16.6.1 PC機(jī)方USB1.1編程步驟,1選擇并安裝合適的USB1.1驅(qū)動(dòng)程序 2選擇一種高級(jí)語言，參照驅(qū)動(dòng)程序的相關(guān)文檔進(jìn)行編程 (1) 為新建的工程添加USBIOCOM 1.0 Type Library (2) 編寫響應(yīng)USB設(shè)備的程序 (3) 取得描述符，初始化USB設(shè)備并建立連接 (4) 進(jìn)行USB收發(fā)通信,16.6 PC機(jī)方USB1.1編程實(shí)例,16.6.2 PC機(jī)方USB1.1 VB編程實(shí)例,,USB測(cè)試程序PC機(jī)方VB程序流程圖,