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      产品展示
C8051F340的USBXpress开发包USB通信设计
2018-6-14
来源:未知
点击数:  927        作者:未知
  • C8051F340USBXpress开发包USB通信设计
    (本文详细介绍了USB通信的开发过程、电路设计和设备端的驱动设计,简单说明了USBXpress开发包在主机端应用的条件设置。所有
    设计思路和方法都通过了实验验证,可以直接用于工程项目开发。通过此方法,程序员可以很容易地进行一系列USB通信应用的设计
    和编程。)
         传统的USB设备驱动程序编写异常复杂,程序员往往很难入手。Silicon Laboratories公司提供的USBXpress开发包大大简化了
    USB通信的应用和相关驱动程序的开发,只要做好开发前的准备工作,USBXpress开发包完全可以实现USB通信的所有功能。本文
    介绍了USB通信开发的全过程,以及在开发过程中需要注意的事项。(主要针对设备端USB通信进行讲解)
    1、USBXpress简介
        由Silicon Laboratories公司推出的USBXpress开发包涵盖了主机端和设备端的所有函数功能,支持C8051F32X、C8051F34X
    CP210X设备的USB通信。USBXpress开发包中包含主机端的设备驱动、主机端设备驱动安装程序、主机端的动态链接库(DLL)和
    设备端的函数库文件。
        设备端的函数库文件提供了支持C805IF32X和C8051F34X设备USB通信的API函数,这些函数可以在Keil uVision3编译环境下
    被编译通过。编译前需要在工程中添加相关的文件,详见下文。
        设备端函数库中主要的API函数如下:
        USB Clock Start()            -初始化USB时钟
        USB Init()                        -USB接口初始化
        Block Write()                   -向Buffer中写数据
        Block Read()                    -从Buffer中读数据
        Get Interrupt Source()    -获取API函数的中断标志值
        USB Int Enable()             -允许API函数中断
        USB Int Disable()             -不允许API函数中断
        USB Disable()                  -不允许USB接口通信
        USB Suspend()                -延缓USB中断
    2 设备端的电路设计
        (1)USB插座引脚识别
        在没备端电路设计的过程中,对USB插座引脚必须对应连接,否则将直接影响到与主机端的通信。USB插座一般分为A型插座和B

        型插座,    如图1所示,其引脚说明如表1所列。


    2)基于C8051F340的USB通信电路

        基于C8051F340的USB通信电路如图2所示。 


        (3)USB通信电路说明
        ①电路中的D-和D+不应连接其他负载电路,因为任何负载将影响数据线路上的电流,从而影响数据传输,直接后果将导致主机端
        无法识别设备。
        ②JTAG口线中的VDD引脚为+3 V输入,输入电压过大将损坏器件。USB插口引脚与C8051F340引脚应对应连接,不要有误。

        ③C8051F340的VBUS、REGIN和VDD引脚的连接有多种方式(稳压器配置),详见表2。


    3 设备端的驱动程序设计
        在Keil uVision3编译环境下,用USBXpress 工具包中的API函数设计设备端的USB通信,前提是在工程中添加
        C8051F340.h、USB_API. h和USBX_F34X.LIB文件(USBXpress工具包提供相关文件)。
        下面介绍设备端USB的数据传输。在进行数据传输之前,必须对USB时钟和USB接口初始化:
        USB_Clock_Start();  //USB时钟初始化
        USB_Init(USB_VID,USB_PID,USB_MfrStr,USB_ProductStr,USB_SerialStr,USB_MaxPower,USB_PwAt-tributes,
        USB_bcdDevice);//USB接口初始化,参数之前被定义。
        (1)USB接口初始化参数定义
        ①USB_VID,16位二进制卖主ID号,一般用SiliconLab的ID号(OXl0C4)。
        ②USB_PID,16位二进制产品ID号,一般USBXpress规定为OXEA61。
        ③USB_MfrStr,BYTE型指针,指向描述厂商的字符串,不能为空。
        若定义BYTE USB MfrStr[]={}
        数组中第1个数说明数组中元素的个数(元素个数=字符串元素个数*2+2),第2个数说明字符串描述符的类型,
        0起间隔作用。以下的字符串定义同上。
        ④USB_ProductStr,BYTE型指针,指向描述产品的字符串,不能为空。
        ⑤USB_SerialStr,BYTE型指针,指向描述序列号的字符串,不能为空。
        ⑥USB_MaxPower,BYTE型,说明总线最大电流,极限为500 mA。若取值0x32,则表示最大电流为100 mA。
        ⑦USB_PwAttributes,BYTE型,用于供电配置。如果设备自己供电第6位置“1”,若为总线供电则为“O”。如果设备提供弱上
        拉作用,第5位置“l”,位0~4必须为“O”,位7必须为“1”。
        ⑧USB_bcdDevice,无符号int型,用BCD码表示设备的版本号,如2.13版为Ox0213。
        (2)USB中断函数
        设备端USB通信中API函数的功能,都在一个中断模块里面实现,为此必须提供一个中断向量。其中,0x008B(Interrupt 17)是
        F34X设备的中断向量。在main函数中,只有允许了USB中断(调用USB Int Enable函数),才能进入中断。一旦进入中断服务程序,
       必须先获得中断标志(调用Get_Interrupt_Source函数,返回BYTE型中断标志),后续操作根据获得的中断标志值与工具包自定义的
       中断标志值判断执行。自定义的中断标志值主要有:USB_RESET(复位中断)、TX_COMPLETE(发送完成中断)、RX_COMPLETE
       (允许接收中断)、DEVICEOPEN(设备实例在主机端打开)、DEVICE SUSPEND(延缓信号)等。
        中断函数如下:
        Void USB_ISR(void) interrupt 17{
        BYTE INTVAL=Interrupt_Source();
       //获取中断标志值存入INTVAL变量
       if(INTVAL  & USB_RESET){}//判断执行
       if(INTVAL  & DEVICE_OPEN){}
       if(INTVAL  & TX_COMPLETE){}
       if(INTVAL  & RX_COMPLETE){Block_Read(存储单元
       首地址,读取的字节数);}
       //读取字节数不超过64
       if(INTVAL  & DEVICE_CLOSE){}
       if(INTVAL  & FIFO_PURGE){}
       }
        在main函数中进行初始化之后,若中断允许,通过函数Block_write来发送数据,发送数据的字节数不能超过4096。发送结束
        后将触发中断,从而进入中断服务程序进行判断操作。如果主机端向设备端的Buffer写入数据完成,也将触发中断,判断执行
        Block_Read操作将Buffer中的数据存入指定的存储单元。
        发送数据的函数原型为:Block_write(数据存储单元首地址,发送的字节数)。
        (3)主机端USB应用程序设计
        在VC++6.O编译环境下开发主机端的USB通信应用程序,需要注意在编译之前向工程中添加开发包提供的SiUSBXp.dll、
        SiUSBXp.h和SiUSBXp.lib文件。
        为了能让主机端识别USB设备并与之通信,在运行应用程序之前,要安装主机端的驱动程序(开发包已提供)。安装了驱动程序,
        主机端才能识别USB设备,在设备管理器中可以找到USB设备的相关描述信息。
        对USB设备的描述信息,除了可以修改设备端发送过来的描述符之外,还可以修改在主机端驱动安装目录下*.inf文件中的信息。
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