第14章 USB接口.ppt

1、第十四章USB接口、主要内容USB通讯基本知识概要USB的通讯协议USB模块的计程仪编程方法、嵌入式应用技术基础教学课件、14.1 USB通讯基本知识概要、14.1 USB通讯基本知识概要、14.1.1相关基本概念(1)差分信号技术差分信号技术的特征：使用两条线路如果声干扰强，两线路对应的电平有时也大幅度上升或者下降，但是由于两者的电平变化方向和宽度大致相同，电压差总是比较稳定，所以数据的精准性不会由于声干扰噪声而降低。 嵌入式应用技术基础教学课件，14.1 USB通讯基本知识概述，(2)USB通讯格式，嵌入式应用技术基础教学课件，14.1 USB通讯基本知识概述，(3)USB男低音界面，嵌入

2、式应用技术基础教学课件， 男低音接口的功能除了收发数据信号外，向逻辑性发送数据老虎钳的地址在将数据老虎钳插入男低音时由USB男公关分配，范围为0127。 其中，0是所有去老虎钳未分配唯一地址时使用的去除非奥尔特的地址。 当向男低音转发了报文分组时，数据老虎钳的男低音接口接收该报文分组，分析其中的数据老虎钳地址以确定是否是发往自各儿，否则忽略该地址，否则确定发往哪个端点，以及将经整理的报文分组提供给上层协议层的对应端点， 14.1 USB通讯的基本概述；(4)USB数据老虎钳的端点、嵌入式应用技术的基础教育课件，所有传输可以向一个device endpoint或从一个device endpoin

3、t传输。 解老虎钳端点通常是内存块或控制支重轮芯片中的缓冲区，用作数据缓冲区。 存储在数据老虎钳端点的是接收到的数据或等待发送的数据。 在男公关中也有进行数据的收发的缓冲器，但在男公关中没有端点，成为与解老虎钳端点的通讯的出发点(starting point )。 每个解码老虎钳的唯一地址都有端点编号和方向。 端点编号可以是015。 若方向为输入(IN )则表示流向男公关，若为输出(OUT )则表示流出男公关。 因为控制传输的端点必须设置为双向传输，所以每个端点都有一对投入产出端点，以便共享相同的端点编号。 每个解老虎钳都必须将端点0设置为控制端点。 此外，很少需要额外的控制端点。 由14.1

4、 USB通讯基本知识概要、(5)USB接口(功能接口)、嵌入式应用技术基础教育课件、一系列端点构成，完成特定功能。 每个去老虎钳都可以为云同步提供多个功能接口，如打印机和扫描仪。 USB男公关端为每个接口提供客户端驱动程序，并在驱动程序和接口之间交互传输具有特定意义的数据。14.1 USB通讯基本知识概要、14.1.2 USB总线标准、USB接头有a型接头、b型接头两种。 具体形状如右图所示。 各接头内有4个大头针。 其中2个用于传输差动数据，其侑予2个为USB数据老虎钳供电。 4根这些个USB电缆所含电线的合十礼电线男同性恋及颜色如下表所示。嵌入式应用技术基础教学课件、返回、14.2 USB

5、的通讯协议、14.2 USB的通讯协议、14.2.1报文分组(Packet )是USB系统中信息传输的基本单元针织面料，所有数据打包并通过男低音传输。 USB包由同步字段(SYNC )、包识别符字段(PID )、数据字段、循环冗余码校验字段(CRC )和包结束字段(EOP )这5个部分构成，包的基本格式为如下的2.PID字段PID字段用于携带男公关和数据老虎钳，其中包括：14.2 USB通讯协议、各种报文分组类型和规范、嵌入式应用程序技术基础教程课件、14.2 USB通讯协议、14.2.1报文分组、3，如下图所示例如，握力软件包、专用软件包和SOF令牌软件包没有数据字段。 在USB报文分组上，

6、数据域可以包含数据老虎钳地址、端点编号、信息帧序列号、数据等内容。 在男低音传输中，总是先传输字节的最低有效二进制位，最后传输字节的最高有效位。 4.CRC字段由不同数目的二进制位组成。 其中重要的数据报文分组采用CRC16数据结构域(16二进制位)，其雄辩的报文分组类型采用CRC5数据结构域(5二进制位)。 5 .报文分组结束场，即发送侧对报文分组的结束输出报文分组结束信号。 差动线路的2条数据线表现为保持2二进制位下位时间和1二进制位空二进制位时间。 USB男公关根据EOP来判断报文分组的结束。嵌入式应用技术基础教学教材、14.2 USB的通讯协议、14.2.2报文分组格式、开始(SOF

7、)报文分组SOF报文分组是一种令牌报文分组，但具有自己的PID类型名： SOF。 此报文分组常用于等时传送，请勿用于低速设备。 嵌入式应用程序的基础教程课件、令牌报文分组需要将SYNC、PID、ADDR、ENDP和CRC5这五个数据结构域组合起来的令牌，因为USB数据交换在PC男公关端处于活动状态14.2 USB的通讯协议、数据(data )报文分组和数据报文分组包括SYNC、PID、data和CRC16四个结构域。 DATA数据域的二进制位值因USB数据老虎钳的传输速度和传输类型而异，必须以8字节为基本单位。 也就是说，如果要传输的数据少于8字节或少于最后剩馀的8字节，则需要传输8字节的数据

8、字段。 嵌入式应用程序技术基础教程课件、和握手报文分组仅包含SYNC和一个PID数据域。 特殊报文分组PRE是在男公关从高速传输变为低速传输时发送的报文分组。 格式为、14.2 USB的通讯协议、事务：一次在USB上发送和接收数据消息的过程。 (1)输入(IN )事务输入事务表示USB男公关从男低音上的USB数据老虎钳接收报文分组的过程。 正常的输入事务处理设备繁忙时的输入事务处理设备出错时的输入事务处理，14.2.3事务，嵌入式应用技术基础教学课件，14.2 USB的通讯协议，正常的输出事务处理，(2)输出(OUT )事务处理，嵌入式应用技术基础14.2 USB的通讯协议， 正常的设置事务、

9、(3)设置事务、嵌入式应用程序技术基础教程课件、控制传输在USB传输中有读取控制、写入控制、无数据控制3种。 三种控制传输类型的这些个可分为23个阶段：定径套阶段、数据阶段(没有数据控制)和状态阶段。 阶段1 :设定阶段男公关从USB数据老虎钳获取配置信息，设定数据老虎钳的配置值。 定径套升级阶段的数据交换包括设置令牌报文分组、随后的DATA0数据报文分组和ACK握手报文分组。 其目的是执行设置(概念模糊)的数据交换，并定义此控制传输的内容。 14.2.4控制传输，嵌入式应用技术基础教学课件，14.2 USB的通讯协议，数据传输阶段用于在男公关和设备之间传输数据。控制读取，将数据从数据老虎钳移

10、动到男公关；控制写入，将数据从男公关传送到数据老虎钳。 阶段2 :数据传输阶段、嵌入式应用程序技术基础教程课件、14.2 USB通讯协议和状态阶段用于指示整个传输过程已完全完成。 状态阶段的传输方向必须与数据阶段的方向相反。 即，原本是IN令牌报文分组，该阶段应该是OUT令牌报文分组，相反，本来是OUT令牌报文分组，在这个阶段应该是IN令牌报文分组。 控制读取时，男公关发送OUT令牌报文分组，接着是0长度的DATA1报文分组。 在这种情况下，解老虎钳还执行相应的操作，以发送ACK握手报文分组、NAK握手报文分组或STALL握手报文分组。 为了控制写入传输，男公关发送IN令牌报文分组，老虎钳发送

11、长度为0的DATA1报文分组，指示完成状态阶段，并且男公关发送ACK握手报文分组、NAK握手报文分组或STALL握手报文分组。 阶段3 :状态阶段，嵌入式应用程序技术基础教程课件，14.2 USB的通讯协议，(1)老虎钳描述符USB描述符详细记录有关外围设备的所有信息，如USB外围设备的“身份证”。 为了描述不同的数据，在解老虎钳描述符、配置描述符、端点描述符(2)、USB数据老虎钳请求、USB接口的通讯协议中，为了得到绝对的主权限，男公关和解老虎钳之间为了通讯，必须遵守特定的命令格式14.2.5设备列举、嵌入式应用技术基础教学课件、14.2 USB的通讯协议、数据要求的数据格式内容、嵌入式应

12、用技术基础教学课件、 14.2 USB的通讯协议clearfeaturegetdescriptorsetaddressetconfiguration (3)解老虎钳枚举老虎钳枚举可被简单地归结为男公关通过USB老虎钳链接伊斯特获得数据老虎钳描述符并构成其解老虎钳的过程可以将此过程简化为五个步骤，首先使用差动奥尔特的地址0来获取差动老虎钳描述符。 在第二步中，为去老虎钳设置新地址。 步骤3使用新地址获取解老虎钳描述符。 步骤4获取配置描述符。 在步骤5中，设置配置描述符。 列举了机器使用控制传输的例子。 上述五个步骤必须与控制传输的基本体系结构相匹配。 第一步、第三步、第四步控制读取，第二步和第

13、五步使用无数据控制，有些主要的设备要求、嵌入式应用技术基础教学课件、返回、14.3 USB模块的编程方法、 14.3 USB模块的预计程仪编程方法，14.3.1 USB功能模块USB功能模块可被嵌入或扩展到芯片中。 MC68HC908JB8使用嵌入式USB功能模块，如右图所示。 嵌入式应用程序技术基础教程课件，(1)USB收发器： USB的d和d数据提供接口。 (2)USB控制逻辑：处理电脑CPU与收发机间的数据移动；(3)USB暂存器： USB暂存器用于控制监视USB动作。14.3 USB模块的编程方法、14.3.2 USB重新定径套信号、嵌入式应用技术基础教学课件在d和D-上的电压小于0.

14、8V时表示进入se0 (单端0 )状态，MCU检测到ussed0 USB重新定径套完成后，USB数据老虎钳变为差动奥尔特状态，但还没有成为定径套地址和配置状态。 如果将配置暂存器中的URSTD位置设置为1，当检测到USB重新定径套信号时，电脑CPU将发生USB中断，而不是重新定径套芯片。14.3 USB模块的计程仪编程方法、14.3.3 USB汽车悬挂、嵌入式应用程序技术基础教程课程软件和节能，JB8支持汽车悬挂模式。 当USB数据线连续空闲状态3ms时，该MCU进入汽车悬挂模式，并且由USB中断暂存器的SUSPND二进制位控制进入汽车悬挂模式。对男低音的操作，诸如从重定径套信号和MCU发生的

15、强制唤醒驱动，能够从汽车悬挂唤醒MCU。14.3 USB模块的编程方法、14.3.4 USB低速去老虎钳、嵌入式应用技术基础教程课程软件，通过提高USB对D-大头针的电阻，可以使USB去老虎钳成为低速去老虎钳。 下图也是USB的外部电路。14.3 USB模组的程式设计方法、14.3.5 USB暂存器、嵌入式应用技术基础教学课程软体、1)USB位址暂存器(UADDR) 2)USB中断暂存器0(UIR0) 3)USB中断暂存器1(UIR1) 4)USB 5)USB控制暂存器0(ucr0暂存器4(UCR4) 10)USB状态暂存器0(USR0) 11)USB状态暂存器1(USR1) 12)USB端点

16、0数据暂存器(UE0D0-UE0D7) 13)USB端点1数据暂存器() 14.3 USB模块的计程仪编程方法14.3.6 USB中断、嵌入式应用程序技术基础教学课件、USB模块中断有三种类型：接收或发送事务完成后，发生事务结束中断。 如果USB男低音被汽车悬挂并激活，则会发生唤醒中断。如果检测到低速的报文分组终止信号，则会发生结束中断。 所有的中断共享相同的中断矢量，区别由于中断计程仪程序发生了怎样的中断。14.3 USB模块的计程仪编程方法、14.3.7 USB通讯端口初始化和数据的收发计程仪编程、嵌入式应用技术基础教学课件、USB中断处理程序流程图、14.3 USB模块的计程仪编程方法、USB中断服务计程仪编程、 嵌入式应用技术基础教学课件、以端点1和端点2利用查询方式发送接收数据的方法(1)USB初