USB设备收发数据实验

1、精选优质文档-倾情为你奉上计算机学院综合性实验实 验 报 告 课程名称 嵌入式系统基础 实验学期 至 学年 第 1 学期学生所在学院部 计算机学院 年级 专业班级 学生姓名 学号 任课教师 实验成绩 计算机学院制嵌入式系统基础课程综合性实验报告 开课实验室： 组成原理实验室 2017 年 11月18 日实验题目USB设备收发数据实验1、 实验目的1、了解USB工作的基本组成原理；2、深入理解固件程序的编写；二、设备与环境1、EL-ARM-860教学实验箱，Pentium以上的PC机，仿真调试电缆，USB扁平线缆、扁平方头电缆、串口直连电缆。2、PC操作系统WIN98或WIN2000或WINXP

2、，ADS1.2集成开发环境，仿真调试驱动程序。三、实验内容1、实验内容 在PC上运行一个应用程序，通过USB总线发送数据，并接受实验箱送回的数据。2、 实验原理USB(Universal Serial Bus)即通用串行总线，是现代非常流行的一种快递、双向、廉价、可以进行熱插拔的接口，在现代的每一台PC机上都可以找到一对USB接口。在遵循USB1.1规范的基础上，USB接口最高传输速度可达12 Mb/s，而在最新的USB2.0规范下，更可以达到480 Mb/s，同时它可以连接127个USB设备，而且连接的方式也十分灵活，既可以使用串行连接，也可以使用集线器（Hub）把多个设备连接在一起，再同P

3、C机的USB接口相连。此外，它还可以从系统中直接汲取电流，无需单独的供电系统，USB的这些特点使它获得了广泛的应用。在设计开发一个USB外设的时候，主要需要编写三部分的程序：固件程序USB驱动程序客户应用程序固件是FIREWARE的对应中文词,它实际上是程序文件,其编写语言可以采用C语言或是汇编语言.它的操作方式与硬件联系紧密,包括USB设备的连接USB协议、中断处理等，它不是单纯的软件，而是软件和硬件的结合，需要编写人员对端口、中断和硬件结构非常熟悉。固件程序一般放入MPU中，当把设备连接到主机上（USB连接线插入插孔）时，上位机可以发现新设备，然后建立连接。因此。编写固件程序的一个最主要的

4、目的就时让Windows可以检测和识别设备。USB的驱动程序和客户的应用程序属于中、上层程序。 实验箱上的USB驱动器采用的是PDIUSBD12。 USB固件程序由三部分组成：初始化S3C2410相关接口电路（包括PDIUSBD12）；主循环部分，其任务是可以中断的；中断服务程序，其任务是对时间敏感的，必须马上执行。根据USB协议，任何传输都是由主机（Host）开始的。S3C2410作它的前台工作，等待中断。主机首先要发令牌包给USB设备（这里是PDIUSBD12），PDIUSBD12接收到令牌包后就给S3C2410发中断。S3C2410进入中断服务程序，首先读 PDIUSBD12的中断寄存器

5、，判断USB令牌包的类型，然后执行相应的操作。在USB程序中，要完成对各种令牌包的响应，其中比较难处理的是SETUP包，主要是端口0的编程。 S3C2410与PDIUSBD12的通信主要是靠S3C2410给PDIUSBD12发命令和数据来实现的。PDIUSBD12的命令字 分为三种：初始化命令字、数据流命令字和通用命令字。PDIUSBD12数据手册给出了各种命令的代码和地址。S3C2410先给PDIUSBD12的命令地址发 命令，根据不同命令的要求再发送或读出不同的数据。因此，可以将每种命令做成函数，用函数实现各个命令，以后直接调用函数即可。 本实验随机带的上层应用程序usbhid.exe的基

6、本的设计原理是在USB设备初始化完之后，PC通过USB总线给设备写数据到数据端口，设备收到数据后，把数据放到数据输出端口，供PC读取。而PC端通过上层程序的Once或Continuous按钮，读一次或连续读USB设备的端口，从而把数据端口的数据读出。 3、 实验步骤（1） 本实验使用实验教学系统的CPU板，USB单元、CPU板上的串口。在进行本实验时，音频的左右声道开关、A/D通道选择开关、触摸屏中断选择开关、LCD电源开关等均应处在关闭状态。 （2） 在PC机并口和实验箱的CPU板上的JTAG接口之间，连接仿真调试电缆。以及串口间连接公/母接头串口线。 （3） 打开超级终端，配置串口的属性（

7、如COM1），配置波特率为，校验位无，数据位为8，停止位为1，数据控制流为无，如图 1；检查连接是否可靠，可靠后，接入电源线，系统上电，同时按住“空格”键，进入VIVI状态。 图1（4） 打开ADS1.2开发环境，从里面打开实验程序HARDWAREADS实验十五D12.mcp项目文件，进行编译。 （5） 编译通过后，进入ADS1.2调试界面，加载实验程序HARDWAREADS实验十五D12_DataDebug中的映象文件程序映像D12.axf。 显示图 2 图2（6） 在ADS调试环境下全速运行映象文件。使用USB电缆线，扁头接PC机端，方头插入实验箱底板的USB单元的接口处。观察D3指示灯的

8、变化，同时，若是第一次实验，则在PC机上会出现自动安装USB设备的过程，安装上后，D3灯应该不停的闪烁。同时，如图3 在控制面板/系统/硬件/设备管理器栏里自动添加了一个名为人体学输入设备的USB设备。图3（7） 此时，打开随箱提供的/实验软件syrj/tools/目录下的上层应用程序usbhidio.exe文件，如图2-15-2，在Bytes to send栏中选择要发送的数据，之后，点击一下Write Report按钮，在Send and Receive Data栏中选择Once或Continuous,Once是发一次收一次，而Continuous是连续发和连续收，接收到的数据在Bytes

9、 Receive 栏中显示，在连续发的过程中也可以更改要发送的数据，而接收数据实时更换。图4（8） 关闭程序usbhidio.exe，关闭ADS调式环境，拔出USB电缆，关闭电源。4、 关键代码 #define SETDATA *(volatile unsigned char*)0xf8 /设定数据发送地址处#define SETADDR *(volatile unsigned char*)0xf9 /设定命令发送地址处void MLsup_StallEP0 (void) / Give a needle hole for Setup Overwritten as well as ISR SET

10、ADDR = 0x40;/ 0 端点停止(用于发送Stall包) SETDATA = 0x01; SETADDR = 0x41;/ 1 端点停止(用于发送Stall包) SETDATA = 0x01; SETADDR = 0xF1;/ 应答SETUP包,使能(清 OUT 缓冲区、使能 IN 缓冲区)命令void Chap9_GetStatus (void) XmtBuff.b1 = 0x00; switch (XmtBuff.b0) case 0x80:/返回设备状态 /发送两个字节数据：第一字节D1为1支持远程唤醒，D0为0是总线供电,其它位为0；第二字节为0。 XmtBuff.b0 = 0

11、x03; break; case 0x81:/返回接口状态 /发送两个字节数据：第一字节为0；第二字节为0。 /XmtBuff.b5 为接口号 XmtBuff.b0 = 0x00; break; case 0x82:/返回端点状态 /发送两个字节数据：第一字节D0为1端点处于暂停，否则D0为0,其它位为0；第二字节为0。 /XmtBuff.b5 D7为方向，D30为端点号 XmtBuff.b0 = 0x00; break; XmtBuff.wrLength = 2; XmtBuff.p = XmtBuff.b; rx_0 ();void rx_0 () INT8 tmp; if (XmtBuf

12、f.pNum XmtBuff.wrLength) XmtBuff.b6 = XmtBuff.wrLength; else XmtBuff.b6 = XmtBuff.pNum; bIsOrig = 0; tmp = XmtBuff.in; SETADDR = tmp;/ 选择 IN 端点(指针指向0位置) SETADDR = 0xF0;/ 写缓冲区 SETDATA = 0x00; tmp = XmtBuff.b6; SETDATA = tmp; for (XmtBuff.b7 = 0; XmtBuff.b7 XmtBuff.b6; XmtBuff.b7+) tmp = *(XmtBuff.p+)

13、; SETDATA = tmp; XmtBuff.wrLength -= XmtBuff.b6; if (XmtBuff.wrLength = 0) bIsOrig = 1; SETADDR = 0xFA;/ 设置 IN 缓冲区有效(满标志) tmp = XmtBuff.in; SETADDR = tmp | 0x40; tmp = SETDATA;void tx_0 () int i; SETADDR = 0x00; SETADDR = 0xF0; XmtBuff.b0 = SETDATA; XmtBuff.b1 = SETDATA; for (i = 0; i 8; i+) XmtBuff

14、.bi = SETDATA; SETADDR = 0xF1;/ 应答SETUP包,使能(清 OUT 缓冲区、使能 IN 缓冲区)命令 SETADDR = 0xF2;/ 清 OUT 缓冲区 SETADDR = 0x01;/ 选择端点 1(指针指向0位置) SETADDR = 0xF1;/ 应答SETUP包,使能(清 OUT 缓冲区、使能 IN 缓冲区)命令 if (XmtBuff.b0 & 0x20)/厂商请求跳转表 (*NonStandardDeviceRequestXmtBuff.b1) (); return; else if (XmtBuff.b1 = 0x0B)/标准请求跳转表 (*St

15、andardDeviceRequestXmtBuff.b1) (); return; void tx_1 () int i; SETADDR = XmtBuff.out;/ 选择端点0(指针指向0位置) SETADDR = 0xF0;/ 读标准控制码 XmtBuff.b0 = SETDATA; XmtBuff.b1 = SETDATA; for (i = 0; i 8; i+) XmtBuff.bi = SETDATA; SETADDR = 0xF2;/ 清 OUT 缓冲区void read_out () INT8 i; SETADDR = XmtBuff.out;/ 选择端点0(指针指向0位置) SETADDR = 0xF0;/ 读标准控制码 XmtBuff.b0 = SETDATA; XmtBuff.b1 = SETDATA; for (i = 0; i 8; i+) XmtBuff.bi = SETDATA; SETADDR = 0xF2;/ 清 OUT 缓冲区四、实验结果及分析在Bytes to send栏中选择要发送的数据，之后，点击一下Write Report按钮，在Send and Receive Data栏中选择Continuous选项，接收到的数据在Bytes Rece