USBLPC1700系列CortexM3ZLG课件

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1、通用串行接口通用串行接口(USB)LPC1700系列Cortex-M3微控制器目目 录录 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5USB简介简介|概述概述 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简介简介|概述概述 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

2、。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简介简介|概述概述 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。传统四线结构,包括Vbus,GND,D+,D-M

3、INI接口，五线结构，用于支持OTG功能目目 录录 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3USB简介简介|USB Device特性特性 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 OTGUSB HOSTUSB Device遵循遵循OHCI规范规范完全兼完全兼容全速容全速USB2.0 兼容兼容USB2.0全速规范；全速规范；运行时，可调整使用的端点；运行时，可调整使用的端点；支持支持32个物理个物理(16个逻辑

4、端点个逻辑端点)端点；端点；支持控制、批量、中断和同步端点；支持控制、批量、中断和同步端点；支持支持Softconnect特性和特性和GoodLink特性；特性；允许允许CPU控制和控制和DMA模式间的动态切换；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；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所有非控制端点都可支持8KB SRAM的的DMA传输。传输。USB简介简介|USB Device内部结构内部结构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总总线线USB差分数据USB设备控制器结构框图VBUSCONNECTUSB_D+U

5、SB_D-USB_LEDUSB简介简介|USB HOST特性特性 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总总线线USBATXUSB主控制器结构框图USB端口端口 遵循遵循OHCI规范规范 HCCA寄存器指向中断和同步描述符列表寄存器指向中断和同步描述符列表 主机控制器具有主机控制器具有4个个SW驱动程序可见的驱动程序可见的USB状态状态 OHCI指定了指定了USB主机控制器的操作和接

6、口以及主机控制器的操作和接口以及SW驱动程序驱动程序 ControlHeadED和和BulkHeadED寄存器指向控制和批量描述列表寄存器指向控制和批量描述列表USB简介简介|USB OTG特性特性 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（硬件支持主机交换协议（HNP）；）；完全遵循完全遵循USB2.0的补充规范的补充规范:USB OTG V1.0a；包括包括HNP和和SRP（对话请求协议）所（对话请求协议）所

7、需的可编程的定时器；需的可编程的定时器；支持任何遵循支持任何遵循OTG收发器规范收发器规范 （CEA-2011）V1.0的的OTG收发器。收发器。目目 录录 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5USB基础知识基础知识USB 的四点疑问：的四点疑问：USB的描述符及枚举过程2USB数据包结构及分类3 USB设备插入检测机制1USB的传输类型4USB基础知识基础知识|USB 设备检测设备检测USB主机主机LPC1700VBUSVBUSGNDGNDD+D+D-D-功能介绍功能介绍VBUS：主机向外提供5V电源D+、D-：差分数据线GND：地当当D+或者或者D-接了接了上

8、拉电阻上拉电阻时，时，USB主控制器检主控制器检测有设备插入测有设备插入虚线表示连接之间需阻抗匹配USB基础知识基础知识|USB 设备检测设备检测USB主机主机LPC1700VBUSVBUSGNDGNDD+D+D-D-功能介绍功能介绍USB低速设备上拉电阻接在低速设备上拉电阻接在D-USB全速设备上拉电阻接在全速设备上拉电阻接在D+DP3V31.5KUSB高速设备上拉电阻先接在高速设备上拉电阻先接在D+，枚举成功后断开枚举成功后断开DP3V31.5KUSB基础知识基础知识USB 的四点疑问：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1USB基础知识基础知识|USB 的描述符

9、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，设备描述符决定该设备有多少种配置。设备设备设 备USB基础知识基础知识|USB 的描述符的描述符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口实现口实现音频输入与输音频输入与输出出配置配置

10、配 置USB基础知识基础知识|USB 的描述符的描述符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，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。设备设备接 口USB基础知识基础知识|USB 的描述符的描述符 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

11、该端点的传输类型。Usb设备控制器端点0端点1端点31D+D-设备设备端 点USB基础知识基础知识|USB 的枚举的枚举 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基础知识基础知识USB 的四点疑问：的四点疑问：USB的描述符及枚举过程2USB数据包结构及分类3 USB设备插入检测机制1USB基础知识基础知识|USB 的包结构的包结构 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

12、、特殊类。包的共同点包的共同点同步域 不同的域包标识符PIDEOPUSB基础知识基础知识|USB 的包结构的包结构 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PID11位帧号5位CRC校验EOPSOF令牌包的结构同步域PID7位地址4位端点号5位CRC校验EOPOUT,IN,SETUP令牌包的结构令牌包令牌包用于启动一次用于启动一次USB传输传输USB基础知识基础知识|USB 的包结构的包结构 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

13、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数据包数据包传输数据传输数据同步域PIDEOP握手包握手包表示传输是否被确认表示传输是否被确认注：非所有的数据传输都需要握手包USB基础知识基础知识|USB 的包结构的包结构 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。主机主机设备设备一次简单的数据输出一次简单的数据输出OUT令牌包数据包握手包USB基础知识基础知识USB 的四点疑问：的四点疑问：USB的描述符及枚举过程2USB数据包结构及分类3 USB设备

14、插入检测机制1USB的传输类型4USB基础知识基础知识|USB 的传输类型的传输类型USB基础知识基础知识|usb 的传输类型的传输类型 任何一个任何一个USB设备都必须支持一个与控制传输相设备都必须支持一个与控制传输相对应的端点对应的端点0 目目 录录 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5USB应用案例与操作用案例与操作|案例案例端点端点0：设备的枚举：设备的枚举端点端点1：返回当前坐标值：返回当前坐标值设计思路设计思路USB应用案例与操作用案例与操作|示例源码示例源码 if(0!=usbDevInit()while(1);usbDevServe();targe

15、tInit();zyIsrSet(NVIC_USB,(unsigned long)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应用案例与操作用案例与操作|示例源码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;目目 录录 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5USB总结总结应用应用程序程序驱动驱动程序程序 固件固件程序程序USB开发过程开发过程开发基础开发难点USB总结总结USB分析仪分析仪USB-CAN转换器转换器USBCAN-2A工业级便携式工业级便携式CAN接口卡接口卡USBCAN-I单路智能单路智能CAN接口卡接口卡广州致远公司USB相关产品