msp430单片机isp1581usb接口中文

ISP1581是一种价格低功能强的高速通用串行总线USB接口器件它完全符合USB2.0规范USBISP1581与系统的微控制器/微处理器的通ISP1581USBUSB规范的返回工作模式允许器件在全速条件下正常工作ISP1581是一个通用的USB接口器件它符合现有的大多数器件的分类规格比如成像类海量器件通信器件打印设备以及人机接口设备通用DMA模块使得数据流很方便的集成另外多种结构的DMA模块实现了海量的应用这种实现USB接口的标准组件使得使用者可以在各种不同类型的微控制器中选择出一种最合适的微控制器通过使用已有的结构和减少固件上的投资缩短了开发时间减少了开发风险和费用从而用最快捷的方法实现了最经济的USB外设的解决方案ISP1581可理想地用于许多外设例如扫描仪MOCDDVD和Zip/Jaz驱动器数码相机USB和以太网的电缆和DSL调制解调器等等另外ISP1581所具有的低挂起功耗还可以满足ACPITM,OnNOWTM和USB电源管理的要求此外ISP1581 还集成了许多特性包括SoftConnectTM 所有这些特性都为系统大大节约了成本同时使强大的USB功能很容易地用于PC机外设完全符合通用串行总线USBRev2.0高性能的USB接口器件集成了串行接口引擎 PIEFIFO器数据收发器和DMA接口12.8M字/秒7IN端点7OUT1IN/OUT同大部分的微控制器/微处理器有单独的总线接口12.5M位/秒USB总线的连接SoftConnectTM可通 上电复位和低电压复位电路复位也可通过软件复USB总线电压范围4.05.5内I/O5V操作温 85LQFP64个人数字助理PDA海量器件如ZipJazMO,CD,DVD驱动3GMP3通信设备例如路由器​1小塑料方形扁平封 64外形尺寸1010SOT314DREQ,DACK,DIORDIOWMASTER位DMAATA_MODE位DMA置寄存器控图 方框123456789图 LQFP64的管脚配2LQFP641VCC(52供电电压3.3V或 对于5.0V的操作只需使用这个引脚可103VCCA(34电压调整器输出的供电电压3.3V0.3V 与去耦电容和D+线上的1.5K上拉电阻相连注不能给外部器件供电10D5AUSBD连接(模拟6AUSBD+连接7AUSBD+1.5K的电阻与VCCA(33)连8A连接外部偏置电阻12.0K±1%9IALE/A0ALE功能地址锁存使能A0功能地址/注VCC(50)输入引脚TTL电平最大可承受5V电 I复位输入端为低电平时产生一个异步复位信号与VCC相连可产生上 的POR电路滞后的TTL电平5V的最大承受电压I传送终止输入触发极性可编程见表37在DMA的从机工作模式TTL5V的最大承受电压5nsDMA请求触发极性可编程信号传送方向由DMA硬件寄存器DMA主机输入DMA从机输出的MASTER位来控制见表35和表数据双向传送端推挽输出5ns的斜率控制TTL5V压DMA应答触发极性可编程信号传送方向由DMA硬件寄存器DMA主机输入DMA从机输出的MASTER位来控制见表35和表数据双向传送端推挽输出5ns的斜率控制TTL5V压DMA读选通信号触发极性可编程信号传送方向由DMA硬件寄存器DMA从机输入DMA主机输出的MASTER位来控制见表35和表36数据双向传送端推挽输出5ns的斜率控制TTL5V压DMA写选通信号触发极性可编程信号传送方向由DMA硬件寄存器DMA从机输入DMA主机输出的MASTER位来控制见表35和表36数据双向传送端推挽输出5ns的斜率控制TTL5V压IATA/ATAPI外设的中断请求输入端口滞后的TTL电平5VOATA/ATAPI设备的输出片选CMOS输出5ns的斜率控制见表OATA/ATAPI设备的输出片选CMOS输出5ns的斜率控制见表上电时 断开总线模 AD[7:0]为多路复用的8位地址/数据总DA0 通用处理器工作模式AD[7:0]为单独的8位地址线16位的处理器数据总线DMADATA[15:0]正常操作地址输出用来选择ATA/ATAPI数据双向传送端推挽输出5ns的斜率控制TTL5V压见表33上电时输入端用来选择通用处理器工作模式下的读/0Motorola类型26RW,2718051类型26RD,27ATA/ATAPI数据双向传送端推挽输出5ns的斜率控制TTL5V压见表33OATA/ATAPI设备的任务文件寄存器CMOS5ns的斜率控制见表33通用处理器工作模式读信号READY引脚为低电平表明ISP1581正在处理上次令或数据还没有准备好接收新令或数据引脚为则表明ISP1581已经为下一次微处断开总线工作模式DMA读信号IORDY输入用来设备仅在PIOUDMA数据双向传送端推挽输出5ns的斜率控制TTL5V的最大承受电-VCC(3-3.3V0.3V它 调整器的输出电压 数字这个电压不能用来驱动外部器件10I片选输入TTL5V输入功能由上电时的MODE0(R/WIMODE00RW(Motorola类型MODE0 RD(8051类型输入端滞后的TTL电平5VDS/I输入功能由上电时的MODE0决定MODE0=0 DS(Motorola类型)MODE0=1 WR(8051类型)输入端滞后的TTL电平5VO中断输出触发极性可编 或低电平有效和触发方式边触发或电平触发CMOS输出5ns斜率控I输入由上电时MODE1MODE10ALE的功能(地址锁存使能)下降沿到来时将多路复用地址/数据总线AD[7:0]上的地址锁存MODE11A0的功能(AD[7:0]的地址/数据选择)在WR脉冲的上升沿检测到逻辑1AD[7:0]作为地址寄存器反之为数据寄存器DGND输入端TTL5V数据双向传送端推挽输出5ns的斜率控制数据双向传送端推挽输出5ns的斜率控制数据双向传送端推挽输出5ns的斜率控制数据双向传送端推挽输出5ns的斜率控制数据双向传送端推挽输出5ns的斜率控制数据双向传送端推挽输出5ns的斜率控制-VCC(3-供电电压3.3V0.3V它 调整器的输出电压 数字路供电这个电压不能用来驱动外部器件10数据双向传送端推挽输出5ns的斜率控制数据双向传送端推挽输出5ns的斜率控制数据双向传送端推挽输出5ns的斜率控制数据双向传送端推挽输出5ns的斜率控制-VCC(3-供电电压3.3V0.3V它 调整器的输出电压 数字路供电这个电压不能用来驱动外部器件10数据双向传送端推挽输出 5ns的斜率控制TTL5V的最大承受电数据双向传送端推挽输出 5ns的斜率控制TTL5V的最大承受电数据双向传送端推挽输出 5ns的斜率控制TTL5V的最大承受电数据双向传送端推挽输出 5ns的斜率控制TTL5V的最大承受电数据双向传送端推挽输出 5ns的斜率控制TTL5V的最大承受电数据双向传送端推挽输出 5ns的斜率控制TTL5V的最大承受电数据双向传送端推挽输出 5ns的斜率控制TTL5V的最大承受电数据双向传送端推挽输出 5ns的斜率控制TTL5V的最大承受电数据双向传送端推挽输出 5ns的斜率控制TTL5V的最大承受电数据双向传送端推挽输出 5ns的斜率控制TTL5V的最大承受电数据双向传送端推挽输出 5ns的斜率控制TTL5V的最大承受电数据双向传送端推挽输出 5ns的斜率控制TTL5V的最大承受电数据双向传送端推挽输出 5ns的斜率控制TTL5V的最大承受电155nsVCC(3-供电电压3.3V0.3V它 调整器的输出电压 数字路供电这个电压不能用来驱动外部器件10O晶体振荡器输出12MHZ连接一个基本的并联振荡电路当I晶体振荡器输入12MHZ连接一个基本的并联振荡电路或一个外时钟源此时XTAL2-I唤醒输入边沿触发 输入一个由低到高的电平跳变信号将系统从挂起状态唤醒输入端滞后的TTL电 有一个下拉电阻5V的最大承受电O检测输出该脚只用于检测目的VCC(3-供电电压3.3V0.3V它 调整器的输出电压 数字路供电这个电压不能用来驱动外部器件10引脚符号的上面有一条横线

在所有的供电引脚上增加一个去耦电容0.1uF 为了得到良好的EMI性能可再增加一个0.01uF的电容并联到0.1uF的电容两端DMA总线为三态直到执行一个DMAISP1581USBUSBUSB规范的物理层和数据协议层的任务并且实现了连同端点EP0设置用于设置缓冲器在内的16个USB端点的共同协作USBchapter9的有关USB协议的处理是由外部固件来完成的ISP1581/的接口由管脚BUS_CONF,MODE1MODE0共同设置适用于大部分类型的接口ISP1581含有两种总线结构配置上电时由BUS_CONF输入管脚进行选择通用处理器工作模式BUS_CONF=1AD[7:0]8DATA[15:0]16位数据总线处理器和DMA控制信号R/W和DS或RD和WR(由MODE0选择 DMA接口仅用在通用从机工作模式 DATA[15:0]为数据总线DIOR和DIOW为读/写选通信断开总线工作模式AD[7:0]8位本地微处理器总线多路复用地址/DATA[15:0]16DMA控制信号CS,ALE或A0(由MODE1选择)R/W和DS或RD和WR(由MODE0选择)DMA接口主机或从机模式 DIOR和DIOW为读/写选通信号通过写对应的DMA寄存器来配置DMA接口见9.4ISP1581USBUSB规范的信道USB FIFO器供所有正在使用的USB端点共ISP15817IN端点7OUT2个控制端点64K字节7IN个OUT端点可以单独使用或这些端点的端点类型中断同步或批量和信息包大小根据实际需要进行设置利用双缓冲器的配置来增加这些数据端点的数据吞吐量ISP1581根据I/O口的电压从3.3V和5.0V中选择一个作为供电电压 含有一个3.3V的电压调整器用于模拟收发器的供电ISP1581的I/O引脚最大能承受5.0V的电压 集成的一个40PLL时钟乘法器可产生480MHZ USBRREF和地之间接一个外部电阻12.0K1USB2.0的电流驱动全速收发器也类似由此可以看出ISP1581USBUSB规范支持高速和全速的物理层每当速度自动检测完成后串行接口引擎SIEPhilips串行接口引擎PhilipsSIEUSB协议层的功能这些功能完全由硬件来实现而不需要固件的参与SIE模块主要完成以下功能同步方式的识别并行/串行转换位填充/解除填充CRC校验/产生分组标识PID校验/产生地址识别和握手评估/产生PhilipsHS高速PhilipsHS收发器中PhilipsPIE16位的并行双向数据接口HS(高速)模块完成位填充/解除填充和NRZI编码/逻辑功能在ISP1581 利用一个带隙标准电路和RREF电阻共同产生一个电流利用得到的这个持续电流来驱动HS(高速)传送电路并给其它模拟电路提供一个偏置电压这个电路还需要在外部连接一个阻值精确12.0K1的电阻将其与模拟地相连HSUSB规范下ISP1581不单要处理一种电气状态FS/HSUSB电缆两端连接好了ISP1581器件就默认为全速FS状态直至主控制器发出一个总线复位信号(HS)USB规范还是最USB规范在对这个信号进行处理时必须连接一个上拉电阻同时的终止寄存器禁用如果信号处HSHS主机与总线相连那么ISP1581HS状态在HS状态下ISP1581要定时地对总线状态进行检测如果总线未被使用的时间超过3ms设备就返回到FS状态来检查USB总线的SE0(单端0)若检测到的SE0达到了指定时间100us到875us见USB2.0的7.1.7.6 ISP1581转换到高速(HS)模式信号检测状态做一个HS的握手检测否则ISP1581为FS状态5V3.3V的电压调整器分别用于模拟收发器和逻辑电路的供电这两个电压调注VCCA(33)VCC(33)器管理单元MMUMMU和集成RAM实现了USB速度全速12M比特/秒高速480M比特/秒和微控制器管理器或DMA控制器之间的转化从USB总线上所得的数据在集成RAM中在微控制器或DMA控制器已经将所有的数据从通信端点的缓冲区中读出或者把所有的数据写入到端点缓冲区数据被清除缓冲区也可通过置位控制功能寄存器的CLBUF位强制清空8K字节的RAM也可充当缓冲区使用设备与USB的连接是通过一个1.5K的上拉电阻将D线对于全速USB器件置为高来实现的在ISP1581中RPU和VCCA(33)之间连接了一个1.5K的外部上拉电阻上拉电阻再经RPU与D线相连此时方式寄存器的SOFTCT被置位见表7 从而实现了软件连接在一个硬件复位发生后上拉电阻默认为断开SOFTCT=0 USB总线复位时SOFTCT位的值仍保持不变微控制器接口可以实现其自身与大部分微控制器的直接连接上电时通过BUS_CONF,MODE1BUS_CONF设为1微控制器接口为通用处理器模式在这种模式下AD[7:0]是8DATA[15:0]16位数据总线BUS_CONF0接口为断开总线模式AD[7:0]理器总线多路复用地址/数 DATA[15:0]只作为DMA总线使MODE0设为1读和写选通信号为RD和WR 8051类型 MODE0为0R/W和DS为方向和数据选通信号Motorola类型MODE10时ALEAD[7:0]复用的地址锁存MODE11时A0MODE1VCC(50)(1)微控制器的管理器允许外部微控制器对PhilipsSIE和DMA控制器内的寄存器进行DMA配置的DMA模块可以细分成两部分DMADMA固件通过写DMA命令寄存器来启动一次DMA传送见表28命令操作码决定DMA的传送方式通用DMAPIO,MDMA或UDMA由于控制器和USB内核使用的是同一个FIFO 以DMA控制器接收到DMA命令后可直接控制数据从RAM传送到外部DMA设备或从外部DMA设备传送给RAMDMADMADMA握手数据传送通过DIORDIOWDACKDREQ握手信号来实现通过写DMADMA配置见表33对于基于IDE的接口来说用到的DMA模式有PIO(并行I/O),MDMA(多字DMAATA),和UDMA(增强DMAATA)接口来说用到的ISP1581有两种总线配置方式由上电时BUS_CONF/DA0总线断开模式 多路复用8位地址/数据总线和单独的8位/16位DMA总通用处理器模式 单独的8位地址和16位数据总3153PIODMA0断开总线模式AD[7:0]为多路复用地址/1通用处理器模式AD[7:0]8DATA[15:0]16位数据PIO表 寄存器汇字节USB器件地址1低功耗选择全局中断使能1中断源触发方式14DMA见下面的DMA2DMA见下面的DMA1端点选择数据流方向1122 2选择端点类型控制同步22DMA1DMA器4DMA380GDMA数据选通总线宽度1391ATA配置IORDY使能1DMA主/从选择DACK,DREQ,DIOW,DIOR择11F0单一地址字寄存器先字节0低字1F1IDE器件1字节1F2IDE器件11F3IDE器件11F4IDE器件11F5IDE器件11F6IDE器件11F7IDE器件只能写读时返回FFH13F6IDE器件13F7IDE器件150(字节DMA中断中断151(字节154015511DMAFIFO端点数据流方向114ID3最后成功接收到的数据的幀开始低字节byte022直接设置D+,D_状态循环返回模 发器检测18位总线多字节寄存器先低字节16位总线单字节寄存器时将高字节忽略端点索引寄存器将端点的一些特定的寄存器编入索引在对这些寄存器进行之前先要选好目标点注地址寄存器地址USBUSB5所示只要出现总线复位上电复位和软件复位三者之一DEVENDEVADDRUSBSET_ADDRESS请求固件必须先将激活设备地址写入地址寄存器再发送一个空包给主机当主机识别空包后这个新的设备被激活5地址寄存器位7 3210006端点设置寄存器位76方式寄存器地址这是一个单字节的寄存器位分配见表7 在16位总线模式下对其进行时忽略高字节方式寄存器控制着重新开始挂起和唤醒行为中断活动软件复位时钟信号和软件连接操作7方式寄存器位76543210000000-0总线00000--8方式寄存器位7时钟始终有效逻辑1时在挂起状态下 时钟仍然有效逻辑0时无需使用振荡器和PLL时使其停止工作在挂起状态期间为了满足当前的要求这一位必须置为0GOSUSP置位后时钟延时大约2ms停止工位6发送重新开始信号输入一个由1到0的跳变延时5ms10ms行重新开始5进入挂起状态输入一个由1到0的跳变使系统进入挂起4软件复位输入一个由1到0ISP1581的情况类似于硬件复位方式 管3全局中断使能为1时使能所有中断应的位来总线复位时值不2片选唤醒为1时 端输入低电平发送唤醒信1-保留必须写0软件连接为1RPU1.5KD相连总线复位时值不变中断配置寄存器地址INT9USBSIE接收或产生一个ACK,NAK或STALL就根据以下三种调试方式位域来产生中断CDBGMOD[1:0]0DDBGMODIN[1:0]17DATAINDDBGMODOUT[1:0]17DATAOUTCDBGMOD,DDBGMODINDDBGMODOUT的调试方式允许用户分别进行设置操作时将向外部微处理器发送一个中断请求表11寄存器的INTPOL位控制INT输出的信号极性高/低电平有效上升沿/下降沿 式INTLVL必须为0若INTLVL设为1将产生一个60ns的脉冲边沿触发触发产生中断9中断配置寄存器位76 100010中断配置寄存器位70调试方式5数据调试方式 值见表3OUT1中断电平选择INT输出信道方式0电平1脉 若为脉方式一个中断会产生一个60ns的脉冲总线复位时值不变0中断极性选择INT输出信号极性0低电平有效1有11值中断发生在所有的ACK和中断发生在所有的组值中断发生在ACKNYETACK分组和第一个NAK[1]分组第一个NAK[1]分组中断发生在所有的ACK,NYET中断使能寄存器地址这个寄存器用来激活/单个中断源寄存器中的IEPnRX或IEPnTX位n代表端点号控制着与之相对应的端点的中断控制方式寄存器的GLINTENA位见表7可以所有的中断USBSIEUSBACKNAK域CDBGMOD,DDBGMODIN和DDBGMODOUT调试方式设置INDDBGMODIN控制的发送缓冲区TX来实现所有数据的OUT处理则DDBGMODOUTCDBGMOD0的传输IN,OUT由USB总线上的SOF假SOF挂起重新开始总线复位Setup和高速状态所产生的中断也能够被分别控制除位IEBRST总线复位控制的中断之外总线复位信号可以将所有激活的中断禁止总线复位时IEBRST的值不变中断使能寄存器包含4个字节它的位分配如表12所示表12 中断使能寄存器位分配位------00------00位0000000000000000位8000000-0000000-0位76543210-0000000-00000013中断使能寄存器位31-保留必须写入25IEP7TX11IN01OUT09-8107-61DMA5141激活检测到一个重新开始31激活检测到一个挂起21SOF11SOF位01DMA配置寄存器地址DMA硬件寄存器地址端点索引寄存器地址端点寄存器是一个单字节的寄存器它为微控制器对寄存器的提供了目标端口位分配如表14所示以下是被编入了索引的寄存器表14端点索引寄存器位分配位765 0--0015端点寄存器位7-50EP01SETUP4端点索引为缓冲器长度控制功能数据端口端口类型0方向位INOUT16010Data00Data01控制功能寄存器地址17这个寄存器的各位可以使任何一个激活的数据端点终止清除或生效在该寄存器之前必须先写端点索引寄存17控制功能寄存器位76543210---00-00---00-0018控制功能寄存器位7-4清除缓冲区1RX缓冲区对TX内容完全读出RX缓冲区自动这一位通常用在需要强制清除缓冲区的情况31INTXFIFO数据有效为下一个IN令牌的处理发送做准备一般而言当端点的FIFOMaxPacketSize规定值时FIFOMaxPacketSize2-1SETUPACKNAK该状态结束和接收到一个SETUP令牌时自动清除IN令牌主机到设备处理发送一个空包或OUT令牌处理设备到主机发送ACK信号0终止端点1终止索引的端点注终止一个数据端点会干扰被停止了的端点的数据触发位因为 是从端点终止处获得的所以必须先通过或再次激活相应的端点来复位数据触发位通过将端点类型寄存器的ENABLE’位置为0或 进而复位数据端口寄存器地址这是个2字节的寄存器利用它可以实现一个微控制器对索引端点的FIFO的直接总线为8位时高字节不使用它各位的分配见表19设备到主机IN端点每执行完一次写操作计数器的值就自动增加16位通道每次加28位通道每次加1到TXFIFO的下一个单元当写完所有的字节FIFO字节计数端点MaxPacketSizeIN令牌时发送如果要使得端点字节数小于MaxPacketSize规定值时端点有效可通过控制功能寄存器VENDP位来实现主机到设备OUT端点 计数器的值自动减少16位通道每次减28位通道每次减1到RXFIFO的下一个单元当所有字节内容读出后缓冲区的内容自动清除这样一个新的数据包要在下一个OUT令牌处理时接收如果需要强制清除缓冲区的内容通过控制功能寄存器CLBUF位来实现注缓冲区的有效或自动清除还可通过缓冲区长度寄存器实现19数据端口寄存器位 位 20数据端口寄存器位15高字节7低字节缓冲区长度寄存器地址这是个2字节的寄存器它决定了索引端点FIFO的当前包大小 OUNT各位的分配见表MaxPacketSize22FIFO的大小需要时还可将一个更小的值写入到寄存器中总线复位后缓存区长度寄存器值为零IN端点MaxPacketSize据量不是MaxPacketSize的值的倍数时才需使用该寄存器以下的两个例子说明了缓冲区长度寄存器在传例1假设要传输512字节的数据MaxPacketSize的编程设定值为64字节则不需要给缓冲区长度寄存器赋值这是因为此时的传输数据量倍数于MaxPacketSize的值传输的最后一个数据包就是MaxPacketSize的值所指定的所以MaxPacketSize数据包将自动有效2510字节的数据MaxPacketSize64MCU写入最后一个6262字节这样就可确保最后一个数据包62OUT端点 1621缓冲区长度寄存器位 位 MaxPacketSize寄存器地址02表22所示FFOSZ域的值NTRANS位控制着一个单片微幀仅适用于高速同步和端点中断的信息处理数量22MaxPacketSize寄存器位分配位8------位7654321023MaxPacketSize寄存器位描述位1512处理信息数量HS10FIFO大小FIFOHSFS端点类型寄存器地址该寄存器用于设置索引端点的端点类型同步批量或中断它还可以使能端点和设置双缓冲区并可通过位NOEMPKT使一个长度为零的TX缓冲器空包的自动产生该寄存器包含两个字节它的位分配如表24所示24断点类型寄存器位8----------------位76543210---000---00025端点类型寄存器位154无空包MaxPacketSize功能这位仅应用于DMA模式位3端点使能1FIFOMaxPacketSize寄存器中指定区大小为0禁用FIFO注终止一个数据端点会干扰被停止了的端点的数据触发位因为内部逻辑就是从端点终止处获得的所以必须先通过或再次激活相应的端点来复位数据触发位通过将端点类型寄存器的ENABLE’12101H02H批 短包寄存器地址输分别在表26DMA传输和表27IDE规范传输给出了它们的控制位GDMA读/写操作码00H/01HDMA从机方式通过DMAMODE[1:0]位进行设置数据选通信号是DACKDIOR/DIOW两个信号都是由外部DMA控制器驱动的在计数器模式下DMADIS_XFER_CNT0DMA传输计数器寄存器必须在DMA命令发布之前初始化DMA传输计数器的初始化就是写LSByteMSByte地址34H37H的值DMAMSByte后才能开始更新一旦DMA传输启动传输计数器的值开始减少计数值变为0DMA_XFER_OK置位ISP1581产生中断若此时DMADMA传输可以发送一个EOTISP1581.EOT信号不考虑传输计数器而随时终止DMA传输EOTDIS_XFER_CNT1DMADMA传输产生任何影响DMA命令一发布就启动DMA传输只要出现以下三种情况中的任何一种都会终止此次DMA传输 EOT(OUT令牌的短包有3个基本的可编程中断可以区分上述的三种DMA传输终止方式DMA中断源寄存器的INT_EOT,EXE_EOTDMA_XFER_OK位详细内容参照表MDAM(主机)读/06H/07HDMADMA配置寄存器中的进行设置数据选通信号是DACKDIOR/DIOWISP1581在主机方式下没有使用DMABURST[2:0],DIS_XFER_CNTEOT信号传输计数器一直有效一旦计数器的值为0DMA_XFER_OK置PIO读/写操作码04H/05HIDEPIO方式该方式的详细说明见ATARev.4数据选通信号是DIORDIOWIORDY被用于扩展PIO周期MDMA读/写操作码06H/07HIDEDMAATADIORDIOWDREQUDMA读/写(操作码(02H/03H)IDEDMAATARev.4引脚DA0到DA2,CS0和CS1用来选择的寄存器它的控制信号如下所示DREQ(=DMARQ),DACK(=DMACK),DIOW(=STOP),DIOR(=HDMARDY或26DMAGDMA读/写操作码DMA配置寄存器见表33DMA周期数DREQDMA总线宽度816置零非ATADMA硬件寄存器见表3516下0MDMA(主机)读/写操作码DMA配置寄存器见表33MDMADIORDIOW有效时间UDMA设定有效的数据选通DMA总线宽度8161ATADMA硬件寄存器3516下127IDEDMAPIO读/写操作码DMA配置寄存器见表33PIOATA(PI)1ATADMA硬件寄存器见表35MDMA读/写操作码DMA配置寄存器见表33MDMAATA(PI)1ATADMA硬件寄存器见表35UDMA读/写操作码DMA配置寄存器见表33UDMAATA(PI)1ATADMA硬件寄存器见表35注DMA总线默认为三态直到执行一个DMADMA命令寄存器地址DMADMA传输该寄存器只可写读时返回FFH注DMADMA命令28DMA命令寄存器位分配位76543210W29DMA命令寄存器位7DMA命令代码见表30DMAGDMA通用DMAIN令牌传输仅主机模 数据从外部DMA总线传送到部缓冲区选通信号外部DMAGDMA通用DMAOUT令牌传输仅从机模 DMA总线选通信号外部DMAUDMADMAUDMAUDMAUDMAPIO读ATAPIPIO读命令PIODMA缓冲区IORDY有效时数据开始传输DREQDACKPIO写ATAPI设备的PIO写命令数据在PIO模式下 缓冲区传送到DMA总线IORDY有效时输出开始传输忽略DREQDACK输MDMADMAMDMA多字DMA写数据 读01F0H中的内容1F0PIO读操作在发送此1F4HLSB1F5H(MSB)代码PollATAPIPollBSY状态位PIOBSY状态BSY=0时查询停止并产生一个中断读任务文件1F0H1F7H-缓冲区有效仅调试 一次ATA到USB的数据传输结束后微控清空缓冲区USBATA重新开始FIFO复位DMADMA内核使其处于上电复位状态注DMADMA内核被复位DREQ,DACK,DIOW和DIOR握手信号暂时都有效这样会造成DMA控制器的为了防止MDMA止MDMA终止MDMA的数据传输它只应用在代码为06H和07H令13-DMA传输计数器寄存器地址4DMA传输的总字节数DMACR它指示的是还未被传送的字节数它各位的分配如表31所示传输计数器一般用于DMA模式PIO(命令04H,05H)模式,UDMA(命令02H,03H)模式,MDMA(命令06H,07H)模式和GDMA(命令00H,01H)模式对该寄存器执行写操作时应当先写低字节(DMACR1)或字的低半部分MSByteDMACR2,LSByteDMACR1并且只有当写完最后一个字节DMACR4才能对它初始化在GDMA从机模式中DMA配置寄存器的DIS_XFER_CNT位可以传输计数器见表33的应用这时当数据通过IN令牌从外部设备传送到主机时通过控制输入信号EOTDMA传输若EOF引脚有效FIFO的最后一个数据包有效31DMA传输计数器寄存器位位位8位7654321032DMA传输计数器寄存器位31DMA4个字节23157DMA1个字节DMA配置寄存器地址DMA模式GDMADMA模式的配置DMA2个字节它的各位分配见表3333DMA配置寄存器位8-00-00位765432100-10-134DMA配置寄存器位-1IORDY输入信号仅在UDMA1ATAMDMADMA02H到0CH的DMA命令时使用也使用在直接任务文件寄存器中0ATADMA00H01H位1200HUDMA/MDMA0ATA(PI)01HUDMA/MDMA1ATA(PI)02HUDMA/MDMA2ATA(PI)03HMDMA3DMA选通时间寄存器见表37和表38仅适用于MDMA模式103PIO时序见表7800H04HPIO04ATA(PI)05H07H7为1DMA传输计数器见表31的应用通常传输计数器只在GDMA从机模式下被使用在主机模式下一直保持有32GDMA从机MDMA主机的握手信号00HDIOR(主机)或DIOW(从机)选通从DMA总线传送到ISP1581的数据DIOW(主机)或DIOR从机 将ISP1581的数据到DMA01HDIOR(主机)或DACK(从机)信号选通从DMA总线传送到ISP1581的数据利用DACK主机或DIOR(从机)ISP1581的数据到DMA总线上02HDACK主机和从机信号选通从DMAISP1581的DMA,不能用在8位的DMA中03H1-01GDMAMDMA(主机)DMA总线816[1]当FIFO中留有未用的空间写或未出的数据读时DREQ有效[2FIFO为空传输过程结束DMA硬件寄存器地址35该寄存器决定了总线控制信号EOT,DACK,DREQ,DIOR,DIOWDMA模式(主机或从机)还控制着GDMA(从机)MDMA主机模式下总线上数据高低部分的交换ENDIAN[1:0]位35DMA硬件寄存器位76 1000010000010036DMA硬件寄存器位7这2位决 RAM和DMA之间的数据总线是否发生交换仅应用00H表示数据正常16位总线MSBDATA[15:8]上LSBDATA[7:0]01H16位总线MSBDATA[7:0]上LSBDATA[15:8]02H,03H注若使用的是8位的数据总线ENDIAN5GDMAEOT有43DACK有2DREQ有1DIOW有0DIOR有9.4..5DMA选通时间寄存器地址1DMADMA_MODE03HMDMA模式的选通时间寄存器的各位分配如表37所示37DMA选通时间寄存器位76543210------38DMA选通时间寄存器位7-4DMA_MODE=03H33通持续时间是第N+1个周期NDMA_STROBE_CNT的值见图3[1]这个周期的持续时间等 时钟的周期x (N+1)图 可编程的选通时任务文件寄存器地址40H这些寄存器允许PIO模式下的ATAPI设备对 寄存器的直接受支持的任务文件寄存器和它们的功能如表39所示真正的寄存器通过CS1,CS0,DA2,DA1和DA0见表40自动编址39地址数据16数据16扇区数低柱面高柱面驱动/头表40ATAPI寄存器编HLLLLHLLLHHLLHLHLLHHHLHLLHLHLHHLHHLHLHHHLHHHLLHHHH在8位的总线模式下按以下方法实现对16位任务文件寄存器1F0的先对该任务文件寄存器进行2次连续的读/写再由IDE接口产生相应的PIO写/读来1F0整个过程中先对低字节LSByte操作允许以任何次序写任务文件寄存器但是1F7任务文件寄存器要求最后写表41任务文件1F0地址40H 位 数据ATA位 表42任务文件寄存器1F1地址 位分位 错误/特性ATA表43任务文件寄存器1F2地址 位分位76 3210)表44任务文件寄存器1F3地址 位分位 扇区数/LBA[7:0](ATA),保留表45任务文件寄存器1F4地址 位分位76 210)表46任务文件寄存器1F5地址 位分位76 210/LBA[23:16](ATA)表47任务文件寄存器1F6地址 位分位76 210)表48任务文件寄存器1F7地址 位分位76 3210)W[1]1F7只可写读时返回表49任务文件寄存器3F6地址 位分位76543210表50任务文件寄存器3F7地址 位分位76543210)DMA中断源寄存器地址这是个2字节的寄存器它列出了一次DMA中断的所有可能的中断源每执行完一个DMA命令寄存器的每一位就更新一次中断源通过对寄存器相应的位置1来清除它的各位分配见表5151DMA中断源寄存器位8---00000---00000位765432100000000-0000000-52DMA中断源寄存器位15-1OUTDMAOUTIN令牌数据没有意义可参考文件UsingtheOddBitIndicatorforDMA1EOT信号仅用于GDMA为1表明检测到一 91INTRQ8为1表明DMA传输结束DMA传输计数器的值变为 这一位GDMA(从机)MDMA主机模式711F0FIFO为空611F0FIFO已满511F0FIFO为空411F0FIFO31BSY02111FIFO的所有字节已发送完毕DMA0-表 10DMA11DMA传输结束DMA传输计数器的值变为01DMA传输结束DMA传输计数器的值变为DMA中断使能寄存器地址2字节的寄存器它控制着DMA中断源寄存器(51)中各中断源中断的产生它的各位分5452寄存器的某一位为1就激活它所对应的中断各位的值在总线复位后054DMA中断使能寄存器位8 -00000 -00000R/W位76543210保留0000000-0000000-DMA端点寄存器地址55DMA端点寄存器位7654 10----0000----000056DMA端点寄存器位7-30DMA端点寄存器在任何情况下都不要使用被编入端点索引寄存器02CH中的端点这样是为了防止数据出错因此如果某一端点没有被DMA端点寄存器使用就把它看成一个未被使用的端点但是一旦把DMA端点寄存器把它作为一个有效端点使用固件就不能使用端点索引寄存器中与之相同的端点中断寄存器地址4如果中断寄存器中有一位被设置这就表明中断产生的硬件条件已经出现只要中断寄存器的内容不0INT输出就有效在对中断的检测过程中外部微处理器可以通过读中断寄存器来确定产生此次中断每一个端点缓冲区都对应一个专门的中断位EPnTX,EPnRX 另外各种总线状态也能产生中断重新开始挂起假SOFSOF和总线复位DMA控制器只有一个中断位DMA中断的中断源已在DMA中断源寄存器中列出见表51每一个中断位通过置1清除而要清除DMA中断位必须将DMA中断源寄存器中对应的中断源位和中断寄存器的DMA位都置157中断寄存器位------00------00位0000000000000000位8000000-0000000-0位76543210-00000000-000000058中断寄存器位31保留必须写17TX17RX16TX16RX15TX15RX14TX14RX13TX13RX12TX12RX11TX11RX10TX10RX98P10SETUP76DMA状态为1DMA5高速状态为1从FS模式变为HS模式HS连 若系统处于FS挂起状4重新开始状态为1检测到从挂起状态到重新开 有效状态的化3挂起状态1总线上检测到从正常运行到挂起2假SOF中断为1接收到一个假SOF或uSOF信号假SOF是一个 的时钟信号FS周期为1msHS周期为 与USB总线的位1SOF0ID寄存器地址70H这是个只读寄存器它的内容包括的标识符和硬件的版本号固件通过查询这些信息来确定该所支持的功能和含有的特性这是个3字节的寄存器它的各位分配见表59表59ID寄存器位分位R位8R位76543210R表60ID寄存器位描位23CHIPID[23ID低字节15H15CHIPID[15ID高字节81H7版本号 随着性能改善和功能扩展了的新版本的出现幀数目寄存器地址这是个只读寄存器它的内容是最近成功接收到的数据的幀开始SOF对应的幀的编号该寄存器包含2个字节它的各位分配见表61若以8位的形式对寄存器进行先得到低字节的内容61幀数目寄存器位8----RRRR位76543210R62幀数目寄存器位13MICROSOF[210SOFR[10暂存寄存器地址这是个16位的寄存器它常被固件用来和恢复信息如保存设备进入挂起状态之前的状态寄存器的内容不会因为总线复位而发生改变它的位分配见表6363暂存寄存器位8SFIRH[7位7654321064暂存寄存器位15高字节7低字节测试方式寄存器地址1字节的寄存器它允许固件设置D+,D-注每次只可设置一位65测试方式寄存器位765432100--000000--0000066测试方式寄存器位16-11设置D+,D-写1’,设置D+,D-K写1’,设置D+,D-J写1’,设置D+,D-HS静止状态器件只用一个NAK HS FS两者之一置在四位PRBS,KSTATE,JSTATESE0_NAK中一次只能对一位置 利用VCC=5.0V的电压对ISP1581供电时集成的电压调整器就给 逻辑电路和USB收发器提供3.3V的电压具体电路的连接见图4ISP1581还能在VCC=3.3V的条件下正常工作这时 的电压调整器不工作所有的供电引脚都连接到VCC端具体电路的连接见图50.10.1580.10.1100.110图 ISP1581的5.0V供电电

24 0.1

3.32437435864

0.1 0.1 0.10.1

1010 0.1图 ISP1581的3.3V供电电表67最度的额定以the umRatingSystermIEC60134为依VVCCVVI<0--V-V-68VV0VI/O引脚的输入电压0V0V69静态特性VCC=4.0到5.5VVGND=0V 40到 有特别要求的按要求给VCCA(3V----[1]在挂起模式下最小电压是70静态特性VCC=4.0到5.5VVGND=0V 40到 有特别要求的按要求给--V--V--V--V-此参数仅在带晶体管输入的情况下有效它的取值根 表71静态特性模拟I/O脚 VCC=4.0到5.5VVGND=0V 40到 有特别要求的按要求给USB规范收发器全速输入电平差--V-V输入电平单--V--V-VD+对3.6V0-VD+,D-对GND-V输入电平差高速静噪检测阀值电压分----高速断开检测阀值电压分-------高速空闲电平输出电压分-高速低电平输出电压差分-高速输出电压差-Chirp-J输出电压[1]-Chirp-K输出电压 ------USB2.0USB1.1--引脚RPU-VHS 匹配电阻这个容许范围符合USB2.0规在挂起模式下的最小电压为72VCC=4.0到5.5VVGND=0V 40到 有特别要求的按要求给tw(RESET输入RESET----73动态特性I/O脚D+,D-[VCC=4.0到 40到 CL=50PF;D+到VTERM连接一个RPU=1.5K的电阻有CL=50PF;VOH104- VOH104-tFR/[2]-[2][3]-V----EOP3-EOP换3--数据抖动误差到-成对转换的数[3]--SE0宽度[3]--测试电路见图只是一种特性描 测试真正的限制值仍由实际的设计来决33data

0SE0/EOPskewNTPERIOD

sourceEOPwidth:tEOPTreceiverEOPwidth:tTPERIODisthebitdurationcorrespondingwiththeUSBdatarFull-speedtimingsymbolshaveasubscriptpreÞxÔFÕ,low-speedtimingsapreÞx

图 源差分数据的EOP转换失真和EOP宽data0

NTPERIOD

图 差分数据抖data

0图 SE0宽度误差76tT周期周期信号ADMA应答CDEGI指令程序器内输入常规L地址锁存使能P程序使能PSEN低电平有效QR读动作DMA请求SW写动作UY输出常规HLP停止无效S启动有效VXZ高阻抗悬浮三态寄存器时通用处理器模式(read)(write)图 ISP1581寄存器时序单独的地址和数据总线MODE0=1 (read)(write).图 ISP1581寄存器时序单独的地址和数据总线MODE0=0 图 ISP1581READY信号时表75ISP1581寄存器时序参数单独的地址和数据总VCC=4.05.5V;VGND=0V;Tamb40到+85读-0-0--00-写WR--0--5-0--0-0--3-断开总线模式断开总线模式图 ISP1581寄存器时序多路复用地址/数据总线.(read)(write)图 ISP1581寄存器时序多路复用地址/数据总线BUS_CONF=0,MODE1=0,MODE0=1图 建立和保持时.读--.读--00-0-写WRDS-5-ALE低到WRDS0-5-0--5-5-5-5-0-CS低到WR0-断开总线模式 图 ISP1581寄存器时序多路复用地址/数据总线 (read)(write).图 ISP1581寄存器时序多路复用地址/数据总线 (read)(write)图 ISP1581寄存器时序多路复用地址/数据总线读-0读-00---写0-5-5-5-0-WRDS-WRDS高地址到WRDS高数据--5-DMAPIODIOR,(write)(read)器件地址由信号DA2,DA1DA0数据总线的宽度取决于PIO存取命令的使用对任务文件寄存器采用8位的存取方式任务文件1F0采用的是16位 04H和05HDMA命令也使用16位的数据总IORDYPIODIORDIOW有效后的tSU4时间后是否需要延长当前的周期下面分三种情况来说明IORDY一直保持无效tSU4IORDY无效tSU4时间到后变为有效不产生等待状态tSU4IORDYtSU45nsIORDY保持无效产生一个等待状态这个周期在IORDY重新有效时结束为了延长读周期DIOR有效在IORDY有效之前的td1时间内从DATAn上读的数据必须一直保持有效DIORDIOW图 PIO模式时78PIOVCC=4.05.5V;VGND=0V;Tamb40到+85读/写周期地址有效到DIOR/DIOW间最小DIOR/DIOW脉冲宽度DIOR/DIOW恢复时间--DIOW无效前的数据建立时间最小DIOW无效后的数据保持时间最小DIOR无效前的数据建立时间小DIOR无效后的数据保持时间小55555在DIOR最大间最小DIOR/DIOWIORDY立时间最小IORDY0000IORDY低脉冲宽度Tcy1是总的周期由命令有效时间tw1和命令恢复无效时间tw2两部分组成Tcy1tw1tw2要使Tcy1达到最小要求tw1tw