USBLPC1700系列CortexM3ZLG.ppt

《USBLPC1700系列CortexM3ZLG.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《USBLPC1700系列CortexM3ZLG.ppt（36页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、通用串行接口 (USB) LPC1700系列 Cortex-M3微控制器 目 录 USB简介 1 组成与结构 2 USB基础知识 3 应用案例与操作 4 总结 5 USB简介 |概述 USB是英文 Universal Serial BUS的缩写，而其中文简称为“通用串行 总线”，是一个外部总线标准，用于规范电脑与外部设备的连接和通讯，是 应用在 PC领域的接口技术。 USB接口支持设备的即插即用和热插拔功能。 USB简介 |概述 USB是英文 Universal Serial BUS的缩写，而其中文简称为“通用串行 总线”，是一个外部总线标准，用于规范电脑与外部设备的连接和通讯。是 应用在 P

2、C领域的接口技术。 USB接口支持设备的即插即用和热插拔功能。 USB 2.0的最大传输速率高达 480Mbps，向下 1.0/1.1， 2000年 4月推出。 USB 1.0/1.1的最大传输速率为 12Mbps， 1996年推出。 USB 3.0 最大传输速率 5.0Gbps, 向下兼容 USB 1.0/1.1/2.0， 2009年第二季度推出。 USB简介 |概述 USB是英文 Universal Serial BUS的缩写，而其中文简称为“通用串行 总线”，是一个外部总线标准，用于规范电脑与外部设备的连接和通讯，是 应用在 PC领域的接口技术。 USB接口支持设备的即插即用和热插拔功能

3、。 传统四线结构 , 包括 Vbus, GND, D+, D- MINI接口，五线 结构，用于支持 OTG功能 目 录 USB简介 1 组成与结构 2 USB基础知识 3 应用案例与操作 4 总结 3 USB简介 |USB Device特性 LPC1700系列 ARM Cortex-M3内部带有 USB Device、 HOST、 OTG控 制器。其中 USB Device控制器完全兼容 USB2.0全速规范，并支持 32个固定 配置的物理端点的传输。 USB OTG USB HOST USB Device 遵循 OHCI 规范 完全兼 容全速 USB2.0 兼容 USB2.0全速规范； 运行

4、时，可调整使用的端点； 支持 32个物理 (16个逻辑端点 )端点； 支持控制、批量、中断和同步端点； 支持 Softconnect特性和 GoodLink特性； 允许 CPU控制和 DMA模式间的动态切换； 运行时，可通过软件来选择端点最大包长度； 所有非控制端点都可支持 8KB SRAM的 DMA传输。 USB简介 |USB Device内部结构 端点缓冲区 (4KB) DMA引擎 端点缓冲区 访问控制 串行 接口 引擎 寄存器接口 总线主 机接口 A H B 总 线 USB 差分 数据 USB设备控制器 结构框图 VBUS CONNECT USB_D+ USB_D- USB_LED US

5、B简介 |USB HOST特性 LPC1700系列 ARM Cortex-M3内部具有一个嵌入式 USB主机控制器， 该主机控制器遵循 OHCI规范，利用该主机控制器即可以和具有 USB从机 控制器的嵌入式设备进行点对点的通信。 主机控制器 ATX控制 逻辑 /端点 复用 总线主 机接口 寄存器接口 A H B 总 线 USB ATX USB主控制器结构框图 USB 端口 遵循 OHCI规范 HCCA寄存器指向中断和同步描述符列表 主机控制器具有 4个 SW驱动程序可见的 USB状态 OHCI指定了 USB主机控制器的操作和接口以及 SW驱动程序 ControlHeadED和 BulkHead

6、ED寄存器指向控制和批量描述列表 USB简介 |USB OTG特性 OTG是 On-The-Go的缩写，主要应用于各种不同的设备或移动设备间 的联接，进行数据交换。 LPC1700系列 ARM Cortex-M3内部具有一个嵌入式 USB主机控制器， 该主机控制器遵循 OHCI规范。 硬件支持主机交换协议（ HNP）； 完全遵循 USB2.0的补充规范 :USB OTG V1.0a； 包括 HNP和 SRP（对话请求协议）所 需的可编程的定时器； 支持任何遵循 OTG收发器规范 （ CEA-2011） V1.0的 OTG收发器。 目 录 USB简介 1 组成与结构 2 USB基础知识 3 应用

7、案例与操作 4 总结 5 USB基础知识 USB 的四点疑问： USB的描述符及枚举过程 2 USB数据包结构及分类 3 USB设备插入检测机制 1 USB的传输类型 4 USB基础知识 |USB 设备检测 USB主机 LPC1700 VBUS VBUS GND GND D+ D+ D- D- 功能介绍 VBUS： 主机向外提供 5V电源 D+ 、 D-： 差分数据线 GND： 地 当 D+或者 D-接了 上拉电阻 时， USB主控制器检 测有设备插入 虚线表示连接 之间需阻抗匹 配 USB基础知识 |USB 设备检测 USB主机 LPC1700 VBUS VBUS GND GND D+ D+

8、 D- D- 功能介绍 USB低速设备上拉电阻接在 D- 全速设备上拉电阻接在 D+ DP3V3 1.5K USB高速设备上拉电阻先接在 D+， 枚举成功后断开 DP3V3 1.5K USB基础知识 USB 的四点疑问： USB的描述符及枚举过程 2 USB设备插入检测机制 1 USB基础知识 |USB 的描述符 USB音频设备 一个 USB设备通常都包含有 设备、配置、接口、端点 四个组成部 分。这四个部分是通过描述符来实现各自的功能。 设备是指一个客观存在 的实体，通过设备描述符说 明 USB设备的总体信息。 如： USB音频设备。 一个 USB设备，仅有一 个设备描述符，设备描述符 决定

9、该设备有多少种配置。 设备 设 备 USB基础知识 |USB 的描述符 USB音频设备 一个 USB设备通常都包含有 设备、配置、接口、端点 四个组成部 分。这四个部分是通过描述符来实现各自的功能。 配置是指当前设备的属 性。 同一时刻只能有一种配 置，配置描述符决定该设备 有多少个接口。 USB口实现 音频输入与输 出 配置 配 置 USB基础知识 |USB 的描述符 USB音频设备 一个 USB设备通常都包含有 设备、配置、接口、端点 四个组成部 分。这四个部分是通过描述符来实现各自的功能。 接口是代表设备向主机 提供的单一的功能或特性。 接口描述符用于说明 USB设备中各个接口的特性，

10、如接口所属的设备类及其子 类等。接口描述符决定决定 该接口有多少端点。 设备 接 口 USB基础知识 |USB 的描述符 一个 USB设备通常都包含有 设备、配置、接口、端点 四个组成部 分。这四个部分是通过描述符来实现各自的功能。 端点是 USB设备中的实 际物理单元。 USB数据传输就是在主 机和 USB设备各个端点之间 进行的。端点描述符定义了 该端点的传输类型。 Usb 设 备 控 制 器 端点 0 端点 1 端点 31 D+ D- 设备 端 点 描述符 描述符描述符 标准请求 标准请求标准请求 USB基础知识 |USB 的枚举 USB定义了一个 8字节的标准设备请求，主要用于设备枚举

11、过程， 枚举是主机从设备读取各种描述符信息，主机根据信息加载合适的驱 动程序，从而实现 USB设备的具体功能。 USB总线 USB基础知识 USB 的四点疑问： USB的描述符及枚举过程 2 USB数据包结构及分类 3 USB设备插入检测机制 1 USB基础知识 |USB 的包结构 USB总线上传输数据是以包为基本单位。一个包是由不同的域组 成的。不同类型的包域也是不一样的。包的种类可分为： 令牌类、数 据类、握手类、特殊类。 包的共同点 同步域 不同的域 包标识符 PID EOP USB基础知识 |USB 的包结构 USB总线上传输数据是以包为基本单位。一个包是由不同的域组 成的。不同类型的

12、包域也是不一样的。包的种类可分为： 令牌类、数 据类、握手类、特殊类。 同步域 PID 11位帧号 5位 CRC校验 EOP SOF令牌包的结构 同步域 PID 7位地址 4位端点号 5位 CRC校验 EOP OUT,IN,SETUP令牌包的结构 令牌包 用于启动一次 USB传输 USB基础知识 |USB 的包结构 USB总线上传输数据是以包为基本单位。一个包是由不同的域组 成的。不同类型的包域也是不一样的。包的种类可分为： 令牌类、数 据类、握手类、特殊类。 同步域 PID 数据字段，从低到高 5位 CRC校验 EOP 数据包 传输数据 同步域 PID EOP 握手包 表示传输是否被确认 注

13、：非所有的数据传输都需要握手包 USB基础知识 |USB 的包结构 USB总线上传输数据是以包为基本单位。一个包是由不同的域组 成的。不同类型的包域也是不一样的。包的种类可分为： 令牌类、数 据类、握手类、特殊类。 主机 设备 一次简单的数据输出 OUT令牌包 数据包 握手包 USB基础知识 USB 的四点疑问： USB的描述符及枚举过程 2 USB数据包结构及分类 3 USB设备插入检测机制 1 USB的传输类型 4 USB基础知识 |USB 的传输类型 批量 传输 用于数据量大，实时性要求不高的场合 保证数据的可靠性，数据错误时发送方重发 中断 传输 保证查询频率的传输 用于数据量小，实时

14、性要求高的场合 同步 传输 数据量大，实时性要求高 用于数据延迟敏感，准确性要求不高的场合 USB基础知识 |usb 的传输类型 控制 传输 设备的枚举阶段 用于控制命令、设备状态查询及确认命令传输 任何一个 USB设备都必须支持一个与控制传输相 对应的端点 0 目 录 USB简介 1 组成与结构 2 USB基础知识 3 应用案例与操作 4 总结 5 USB应用案例与操作 |案例 USB应用案例与操作 |示例源码 if (0 != usbDevInit() while(1); usbDevServe(); targetInit(); zyIsrSet(NVIC_USB, (unsigned l

15、ong)usbDevException, PRIO_FOUR); if (bEPPflags.bits.configuration = 1) 目标板初始化 引脚初始化 初始化 USB设备控制器 USB事务处理函数 设置 USB中断并使能 判断 USB是否配置完成 pinInit(); USB应用案例与操作 |示例源码 扫描按键 等待 HID设备枚举成功 逻辑端点 1发送坐标 保存当前坐标值 if(bEPPflags.bits.hid_enumed = 1) ; keyServe(); usbDevWriteEndpoint(3, GenEpBuf, 4); GucLastX = GucCurX; GucLastY = GucCurY; 目 录 USB简介 1 组成与结构 2 USB基础知识 3 应用案例与操作 4 总结 5 USB总结 应用 程序 驱动 程序 固件 程序 USB 开发过程 开发基础 开发难点 USB总结 USB分析仪 USB-CAN转换器 USBCAN-2A工业级便携式 CAN接口卡 USBCAN-I单路智能 CAN接口卡 广州致远公司 USB相关产品