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利用USBXpress開發(fā)包簡化應用程序實現(xiàn)USB通信設計

電子設計 ? 來源:網絡整理 ? 作者:佚名 ? 2020-01-14 08:02 ? 次閱讀

傳統(tǒng)的USB設備驅動程序編寫異常復雜,程序員往往很難入手。SILICON Laboratories公司提供的USBXpress開發(fā)包大大簡化了USB通信的應用和相關驅動程序的開發(fā),只要做好開發(fā)前的準備工作,USBXpress開發(fā)包完全可以實現(xiàn)USB通信的所有功能。本文介紹USB通信開發(fā)的全過程,以及在開發(fā)過程中需要注意的事項。(主要針對設備端USB通信進行講解)

1、USBXpress簡介

由SILICON Laboratories公司推出的USBXpress開發(fā)包涵蓋了主機端和設備端的所有函數(shù)功能,支持C8051F32X、C8051F34X和CP210X設備的USB通信。USBXpress開發(fā)包中包含主機端的設備驅動、主機端設備驅動安裝程序、主機端的動態(tài)鏈接庫(DLL)和設備端的函數(shù)庫文件。

設備端的函數(shù)庫文件提供了支持C805IF32X和C8051F34X設備USB通信的API函數(shù),這些函數(shù)可以在Keil uVision3編譯環(huán)境下被編譯通過。編譯前需要在工程中添加相關的文件,詳見下文。

設備端函數(shù)庫中主要的API函數(shù)如下:

USB Clock Start() -初始化USB時鐘

USB Init()-USB接口初始化

Block Write() -向Buffer中寫數(shù)據(jù)

Block Read() -從Buffer中讀數(shù)據(jù)

Get Interrupt Source()-獲取API函數(shù)的中斷標志值

USB Int Enable() -允許API函數(shù)中斷

USB Int Disable() -不允許API函數(shù)中斷

USB Disable() -不允許USB接口通信

USB Suspend() -延緩USB中斷

2、設備端的電路設計

(1)USB插座引腳識別

在沒備端電路設計的過程中,對USB插座引腳必須對應連接,否則將直接影響到與主機端的通信。USB插座一般分為A型插座和B型插座,如圖1所示,其引腳說明如表1所列。

利用USBXpress開發(fā)包簡化應用程序實現(xiàn)USB通信設計

利用USBXpress開發(fā)包簡化應用程序實現(xiàn)USB通信設計

(2)基于C8051F340的USB通信電路

基于C8051F340的USB通信電路如圖2所示。

利用USBXpress開發(fā)包簡化應用程序實現(xiàn)USB通信設計

(3)USB通信電路說明

①電路中的D-和D+不應連接其他負載電路,因為任何負載將影響數(shù)據(jù)線路上的電流,從而影響數(shù)據(jù)傳輸,直接后果將導致主機端無法識別設備。

②JTAG口線中的VDD引腳為+3 V輸入,輸入電壓過大將損壞器件。USB插口引腳與C8051F340引腳應對應連接,不要有誤。

③C8051F340的VBUS、REGIN和VDD引腳的連接有多種方式(穩(wěn)壓器配置),詳見表2。

利用USBXpress開發(fā)包簡化應用程序實現(xiàn)USB通信設計

3、設備端的驅動程序設計

在Keil uVision3編譯環(huán)境下,用USBXpress 工具包中的API函數(shù)設計設備端的USB通信,前提是在工程中添加C8051F340.h、USB_API.h和USBX_F34X.LIB文件(USBXpress工具包提供相關文件)。

下面介紹設備端USB的數(shù)據(jù)傳輸。在進行數(shù)據(jù)傳輸之前,必須對USB時鐘和USB接口初始化:

利用USBXpress開發(fā)包簡化應用程序實現(xiàn)USB通信設計

(1)USB接口初始化參數(shù)定義

①USB_VID,16位二進制賣主ID號,一般用SILICONLab的ID號(OXl0C4)。

②USB_PID,16位二進制產品ID號,一般USBXpress規(guī)定為OXEA61。

利用USBXpress開發(fā)包簡化應用程序實現(xiàn)USB通信設計

④USB_ProductStr,BYTE型指針,指向描述產品的字符串,不能為空。

⑤USB_SerialStr,BYTE型指針,指向描述序列號的字符串,不能為空。

⑥USB_MaxPower,BYTE型,說明總線最大電流,極限為500 mA。若取值0x32,則表示最大電流為100 mA。

⑦USB_PwAttributes,BYTE型,用于供電配置。如果設備自己供電第6位置“1”,若為總線供電則為“O”。如果設備提供弱上拉作用,第5位置“l(fā)”,位0~4必須為“O”,位7必須為“1”。

⑧USB_bcdDevice,無符號int型,用BCD碼表示設備的版本號,如2.13版為Ox0213。

(2)USB中斷函數(shù)

設備端USB通信中API函數(shù)的功能,都在一個中斷模塊里面實現(xiàn),為此必須提供一個中斷向量。其中,0x008B(Interrupt 17)是F34X設備的中斷向量。在main函數(shù)中,只有允許了USB中斷(調用USB Int Enable函數(shù)),才能進入中斷。一旦進入中斷服務程序,必須先獲得中斷標志(調用Get_Interrupt_Source函數(shù),返回BYTE型中斷標志),后續(xù)操作根據(jù)獲得的中斷標志值與工具包自定義的中斷標志值判斷執(zhí)行。自定義的中斷標志值主要有:USB_RESET(復位中斷)、TX_COMPLETE(發(fā)送完成中斷)、RX_COMPLETE(允許接收中斷)、DEVICEOPEN(設備實例在主機端打開)、DEVICE SUSPEND(延緩信號)等。

中斷函數(shù)如下:

利用USBXpress開發(fā)包簡化應用程序實現(xiàn)USB通信設計

在main函數(shù)中進行初始化之后,若中斷允許,通過函數(shù)Block_write來發(fā)送數(shù)據(jù),發(fā)送數(shù)據(jù)的字節(jié)數(shù)不能超過4096。發(fā)送結束后將觸發(fā)中斷,從而進入中斷服務程序進行判斷操作。如果主機端向設備端的Buffer寫入數(shù)據(jù)完成,也將觸發(fā)中斷,判斷執(zhí)行Block_Read操作將Buffer中的數(shù)據(jù)存入指定的存儲單元。

發(fā)送數(shù)據(jù)的函數(shù)原型為:Block_write(數(shù)據(jù)存儲單元首地址,發(fā)送的字節(jié)數(shù))。

(3)主機端USB應用程序設計

在VC++6.O編譯環(huán)境下開發(fā)主機端的USB通信應用程序,需要注意在編譯之前向工程中添加開發(fā)包提供的SiUSBXp.dll、SiUSBXp.h和SiUSBXp.lib文件。

為了能讓主機端識別USB設備并與之通信,在運行應用程序之前,要安裝主機端的驅動程序(開發(fā)包已提供)。安裝了驅動程序,主機端才能識別USB設備,在設備管理器中可以找到USB設備的相關描述信息。

對USB設備的描述信息,除了可以修改設備端發(fā)送過來的描述符之外,還可以修改在主機端驅動安裝目錄下*.inf文件中的信息。

結語

本文詳細介紹了USB通信的開發(fā)過程、電路設計和設備端的驅動設計,簡單說明了USBXpress開發(fā)包在主機端應用的條件設置。所有設計思路和方法都通過了實驗驗證,可以直接用于工程項目開發(fā)。通過此方法,程序員可以很容易地進行一系列USB通信應用的設計和編程。

責任編輯:gt


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