4.6USB模块汇编.ppt

USB通信Universal Serial BUS通用串行总线 本节内容 USB技术简介 技术背景 系统架构、协议 设备的枚举、识别 传输类型 MSP430 USB模块和函数库 模块的特性 各类描述符解析 模块的中断源及相关的中断处理函数 模块的其他相关函数库 技术背景（1/） USB，是一种外部串行总线标准。最初是由Intel与Microsoft等公司于1994年倡导发起的，其目的是使用USB来取代PC机现有的各种外围接口，使外设连接单一化，其最大特点是支持即插即拔和热插拔。 USB协议版本演进 1.0 January 15,1996 低速 1.1 September 23,1998 全速 2.0 April 27,2000 高速 3.0 November 超高速 技术背景（1/） USB，是一种外部串行总线标准。最初是由Intel与Microsoft等公司于1994年倡导发起的，其目的是使用USB来取代PC机现有的各种外围接口，使外设连接单一化，其最大特点是支持即插即拔和热插拔。 USB分层星型拓扑结构 最多支持： 7层拓扑 127个USB设备 5个USB hub级联 USB产生之前，外设与PC通信主要是通过PC机主板所提供的各种接口实现。老式接口大多是在20世纪80年代设计的，存在规格不一、不可扩展等缺陷，USB和其他接口常用计算机接口比较： 技术背景（2/） 接口类型 数据格式 传输速率(bps) 最大设备数 电缆长度(m) 是否支持热插拔 USB 串行 1.5M 126 3、5 是 RS232 串行 20K 2 15~30 否 RS485 串行 10M 32 1200 否 以太网 串行 10M、100M、1G 1024 500 否 PCI 并行 1056M、2112M — — 否 AGP 并行 ≥2112M — — 否 技术背景（3/） USB应用范围和特性 技术背景（4/） USB特点： 简单易用 使用统一制式的电缆和连接插座，支持热插拔。 应用广泛 支持从几kbps到几百Mbps的数据带宽，支持同步和异步 的传输，支持连接多达127个设备，并支持复合设备。 同步带宽 提供保证的带宽和低延迟。 使用灵活 支持不同大小的数据包和各种传输速率。 鲁棒性佳 多种的错误校验和恢复机制。 协同PC产业 协议易于实现和整合，并支持热插拔机制 低成本实现 低成本的电缆和连接插座，商品化的实现技术 易于升级 整体结构易于升级，能适应各类新生的应用。 USB常用术语 USB主机：在任何一个USB系统中，只有一个主机。主机系统的USB控制模块叫“主机控制器”，主机控制器可由硬件、固件和软件综合实现。 USB设备：主机的“下行”设备，为系统提供具体的功能。USB主机最多可以支持127个USB设备。 USB OTG：On The Go，正在进行中的意思。USB OTG既是USB主机也是USB设备。但是在任意时刻，只能有一个主机。 集线器（Hub）：扩展USB主机所能连接设备的数量，主要用于扩展。 串行接口引擎（SIE）：USB主控制器的“核心”，将二进制码转化为字节，供控制器使用。 USB设备开发流程 ①确认USB设备的开发类型，是USB主机、USB设备还是OTG ②如果是USB设备，必须明确该设备的类型：HID、UDIO、CDC、HUB、IMAGE等 ③查找相关设备手册，确定其描述符 ④完成描述符后，编写USB枚举程序，观察是否枚举成功，开发已经完成大部分 ⑤编写应用程序，在枚举成功后，主要是进行数据处理，编写应用程序 确定所开发的 USB系统类型 USB主机 USB设备 USB OTG 设备类型HID、UDIO、CDC等 查找手册，编写描述符 枚举是否成功 应用程序编写 USB系统架构（1/） 功能层 USB设备层 USB总线接口层 USB系统架构（2/） USB系统架构（3/） USB系统架构（4/） USB系统架构（5/） USB设备枚举 对于USB设备开发来说，最重要的枚举，即让主机知道设备的相关信息。若枚举不成功，则设备无法识别、更不能使用。 USB设备的属性通过一组描述符来反映他们，这些描述符是具有一定格式的数据结构，主机软件可通过GET_DESCRIPTOR请求获取这些描述符。每一个描述符的第一个字节表明本描述符的长度，最后一个字节的描述符类型的信息。如果描述符中的长度域值小于描述符定义长度，此描述符被认为是非法的，不能被主机接收；如果返回描述符中的长度域值大于描述符的定义长度，则过长部分被忽略。 USB原理简介 USB接口技术规范中，通信双方分为：主机和设备端。 主机一般由PC机承担，嵌入式设备作为设备端。 按照USB协议的定义，USB设备包括两个基本类