【正文】 接實(shí)現(xiàn)其功能。主機(jī)功能如下 : .檢測 USB 設(shè)備的安裝和拆卸 。 .提供能量給連接的 USB 設(shè)備。 .電源管理 。每個(gè)集線器將一個(gè)連接點(diǎn)轉(zhuǎn)化成許多的連接點(diǎn)。集線器可將低速和高速端口的信號(hào)分開。一個(gè)物理單元中可以有多個(gè)功能部件和一個(gè)內(nèi)置集線器，并利用一根 USB 電纜，這通常被稱為復(fù)合設(shè)備，即一個(gè)集線器連向主機(jī)，并有一個(gè)或多個(gè)不可拆卸的 USB 設(shè)備連在其上。目前 USB 設(shè)備是 USB 總線中發(fā)展最快的部分，常見 USB 外設(shè)有 :鼠標(biāo)或光筆、鍵盤等。 USB 的主機(jī)。數(shù)據(jù)流模式：描述了數(shù)據(jù)在系統(tǒng)中通過 USB 從產(chǎn)生方到使用方的流動(dòng)方式； USB 系統(tǒng)中的設(shè)備與主機(jī)的連接方式采用的是星形連接， 如圖 21。這種連接的形狀很像一棵樹。所有這些設(shè)備及這個(gè) Hub被看作一個(gè)復(fù)合設(shè)備，而這個(gè) Hub又被看作這個(gè)復(fù)合 設(shè)備的內(nèi)部 Hub。 在物理結(jié)構(gòu)上，設(shè)備通過 Hub連到主機(jī)上。 Hub也是邏輯設(shè)備，但在圖 22中，為了簡化起見，未被畫出，雖然 USB系統(tǒng)中的工作都是從邏輯角度來看待的，但主機(jī)必須對物理結(jié)構(gòu)有個(gè)了解。這與另一些總線如 PCL， ELSA， PCMUA等不同，這些總線是直接訪問內(nèi)存或 I/O的。 圖 23客戶軟件和應(yīng)用間的關(guān)系 USB的主機(jī) USB主機(jī)概述 圖 24展示了 USB 通信模型之間基本的信息流與互連關(guān)系： 圖 24 通信模型層次關(guān)系圖 由圖 24 可見，主機(jī)與設(shè)備都被劃分成不同的層次。主機(jī)上的客戶軟件和設(shè)備功能部件之間的通信是基于實(shí)際的應(yīng)用需求及設(shè)備所能提供的能力。 USB 總線接口 由于主機(jī)在 USB 系統(tǒng)中的特殊性， USB 主機(jī)上的總線接口還必須具備主機(jī)控制器的功能，主機(jī)控制器具有一個(gè)內(nèi)集成的集線器 (根集線器 )提供與 USB 電纜的連接。這包括附加的 USB 信息，比如協(xié)議頭。 USB 驅(qū)動(dòng) 這層接口不能被客戶直接訪問，所以也不是由 USB 具體來完成的。作為這 種抽象的一部份， USBD 擁有標(biāo)準(zhǔn)通道對設(shè)備進(jìn)行一些標(biāo)準(zhǔn)的控制。 客戶層描述的是直接與 USB 設(shè)備進(jìn)行交互所需要的軟件包。檢測 USB 設(shè)備 的連接與斷開。管理主機(jī)與設(shè)備之間的數(shù)據(jù)流?？刂浦鳈C(jī)控制器與 USB設(shè)備的電氣接口，包括提供有限的能源。一個(gè) USBD 可以訪問一個(gè)或多個(gè) HCD，而一個(gè) HCD 可能與一個(gè)或多個(gè)主機(jī)控制器相連。 USBD 為客戶提供兩組工具。 通道工具允許 USBD 客戶管理特定設(shè)備的數(shù)據(jù)和控制數(shù)據(jù)的傳輸。當(dāng) USB 系統(tǒng)初始化時(shí)，USB 的管理信息被創(chuàng)建，其中包括缺省地址設(shè)備及它的標(biāo)準(zhǔn)通道。 (2) USBD 通道使用 通道是設(shè)備與主機(jī)的邏輯連結(jié)。 通過命令工具配置設(shè)備 通常，這些命令允許客戶以讀寫形式訪問某個(gè)設(shè)備數(shù)據(jù)及控制部份。 下面的是有關(guān)命令工具提供的功能： （ 1）接口狀態(tài)控制 USBD 客戶必須能夠設(shè)置具體的接口。主機(jī)狀態(tài)。 USBD 的客戶管理由 USBD 報(bào)告通道狀態(tài)，且客戶能夠與端口交互以改變它狀態(tài)。當(dāng)客戶請求為設(shè)備設(shè)置特定的參數(shù)時(shí)也返回當(dāng)前配置的描述符。返回接口的當(dāng)前的配置的描述符。接口當(dāng)前配置中的某一端口的最大允許包長。 （ 6）設(shè)備斷開 USBDI 必須提供某種機(jī)制以便于集線器控制器通知 USBD 特定的設(shè)備已斷開。 （ 10）更改接口配置 USBDI 必須提供更改特定接口配置的機(jī)制。 USBD 根據(jù)提供的配置信息為設(shè)備端口請求資源。 3. USBD通道設(shè)施 USBD 的通道設(shè)施使客戶與設(shè)備之間高速的低附加信息的數(shù)據(jù)傳輸成為可能。 只有在 USB 及設(shè)備的配置都順利完成后，客戶才有可能進(jìn)行 USBD 的通道傳輸?？蛻艨梢愿鶕?jù)返回的狀態(tài)信息判斷傳輸是否順利完成。 USB設(shè)備 USB 設(shè)備可被劃分三層： USB設(shè)備狀態(tài) USB設(shè)備有若干可能的狀態(tài)，其中一些對于 USB與主機(jī) (host)來 說是外置的，而另外一些對 USB設(shè)備來說是內(nèi)置的，表 21描述的 就是這些外置狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系。對缺省 USB 地址發(fā)生響應(yīng) 3. 配置 USB 設(shè)備在正常被使用以前，必須被配置，由主機(jī)負(fù)責(zé)配置設(shè)備。一個(gè)接口是一組端結(jié)點(diǎn)集合，它們代表了設(shè)備向主機(jī)提 供的單一的功能或特性，用來與這組相關(guān)端結(jié)點(diǎn)通信的協(xié)議以及接口內(nèi)各端結(jié)點(diǎn)的目的可以作為一個(gè)設(shè)備類的一部分或者由廠商制定具體定義。 4. 數(shù)據(jù)傳送 數(shù)據(jù)可能以四種方式在 USB 設(shè)備端結(jié)點(diǎn)與主機(jī)之間傳送。如果電源的需求量超過 USB 總線所能提供的電量，主機(jī)軟件則不能選擇那個(gè)配置。遠(yuǎn)程喚醒能力參許一個(gè)被掛起的 USB 設(shè)備發(fā)達(dá)信號(hào)給處于掛起狀態(tài)的主機(jī) 。 6. 請求處理 除 SetAddress( )請求以外，在安裝完成返回 ACK 信號(hào)以后，設(shè)備就開始處理請求。當(dāng)端口復(fù)位產(chǎn)生時(shí)，SetPortFeature(PORTRESET)請求就結(jié)束了。設(shè)備在下一個(gè)數(shù)據(jù)傳輸階段或狀態(tài)交換階段返回一個(gè)表明錯(cuò)誤的 STALL PID信號(hào)，一般在下一個(gè)數(shù)據(jù)傳輸返回更好，這樣可減少不必要的總線活動(dòng)。見表 22。 12Mb的高速模式，另一種是，這兩種模式可以同時(shí)存在于一個(gè) USB系統(tǒng)中。這主要是由于信號(hào)衰減的限制，為了提供信號(hào)電壓保證以及與終端負(fù)載相匹配，在電纜的每一端都使用了不平衡的終端負(fù)載，這 種終端負(fù)載也保證了能夠檢測外設(shè)與端口的連接或分離，并且可以區(qū)分高速與低速設(shè)備。圖 26描述了 USB數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^程。 IRP是由操作系統(tǒng)定義的，而 USB傳輸與總 線操作是 USB規(guī)范定義的。為了滿足不同外設(shè)和用戶的要求， USB 提供了四種傳輸方式：控制傳輸、同步傳輸、中斷傳輸、批傳輸。 同步傳輸 (Isochronous Transfer) 1. 是一種周期的連續(xù)的傳輸方式，通常用于與時(shí)間有密切關(guān)系的信息的傳輸； 2. 數(shù)據(jù)沒有 USB 定義的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)流管道； 3. 單向傳輸，如果一個(gè)外設(shè)需要雙向傳輸，則必須使用另一個(gè)端點(diǎn)； 4. 只能用于高速設(shè)備，數(shù)據(jù)包的最大容量可以從 0到 1023個(gè)字節(jié)； 5. 具有帶寬保證，并且保持?jǐn)?shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾屎愣?，每個(gè)同步管道每幀傳輸一個(gè)數(shù)據(jù)包； 6. 沒有數(shù)據(jù)重發(fā)機(jī)制要求，具有一定的容錯(cuò)性； 7. 與中斷方式一起占用總線的時(shí)間不得超過一幀的 90%。 圖 27 USB 數(shù)據(jù)傳輸 一個(gè)同步傳送是一個(gè)或多個(gè) IN/OUT方向的數(shù)據(jù)事務(wù)。 中斷傳送 IRP 事務(wù) 事務(wù) 一個(gè)中斷傳送是一個(gè)或多個(gè) IN/OUT方向的數(shù)據(jù)事務(wù)。另外重要的一點(diǎn)，只要看一下編譯后生成的匯編代碼，就能體會(huì)到 Keil C51 生成的目標(biāo)代碼效率非常之高，多數(shù)語句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。然后分別由 C51 及 A51 編譯器編譯生成目標(biāo)文件 (.OBJ)。固件程序一般放入 MCU中，當(dāng)把設(shè)備連接到主機(jī)上時(shí)，上位機(jī)可以發(fā)現(xiàn)新設(shè)備，然后建立連接。單片機(jī)作它的前臺(tái)工作，等待中斷。 單片機(jī)與 FX2的通信主要是靠單片機(jī)給 FX2發(fā)命令和數(shù)據(jù)來實(shí)現(xiàn)的。因此，可以將每種命令做成函數(shù)，用函數(shù)實(shí)現(xiàn)各個(gè)命令，以后直接調(diào)用函數(shù)即可。第三種方案是采用連接到一般微控制器的接口芯片，例如 Philps 的 PDIUSBD I 1 / 12 , National 半 導(dǎo)體公司的 USBN960X 等，它可用一般的單片機(jī)開發(fā)系統(tǒng)進(jìn)行開發(fā)。 FX2 這種獨(dú)創(chuàng)性結(jié) 構(gòu)可使數(shù)據(jù)傳輸率達(dá)到56Mbytes/s，即 允許的最大帶寬。它有三種封裝形式： 56SSOP， 100TQFP和 128TQFP。 ● 電源系統(tǒng)； ● 智能串行引擎（ SIE）； ● 矢量 USB 中斷； ● 獨(dú)立的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)供 SETUP 和 DATA 包控制傳輸； ● 集成 I2C 控制器，運(yùn)行速度可達(dá) 100 或 400KHz； ● 四個(gè) FIFO，可與 ASIC 和 DSP 等無縫連接； ● 專門的 FIFO 和 GPIF 自動(dòng)矢量中斷； ● 可用于 DSL Modems、 ATA 接口、相機(jī)、 Home PNA、 WLAN、 MP3播放器、網(wǎng)絡(luò)等。 當(dāng)首次插 入 USB 時(shí)， FX2 通過 USB 電纜會(huì)自動(dòng)枚舉且下載固件和 USB描述符表；接下來， FX2 再次枚舉，這次主要通過下載的信息來定義設(shè)備。 外部程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 FX2有 8K片上 RAM，位于 0x0000－ 0x1FFF； 512字節(jié) Scratch RAM，位于 0xE000－ 0xE1FF。 端點(diǎn)緩沖區(qū) FX2 包含 3 個(gè) 64 字節(jié)端點(diǎn)緩沖區(qū)和 4K 可配置成不同方式的緩沖，其中 3個(gè) 64字節(jié)的緩沖區(qū)為 EP0、 EP1IN 和 EP1OUT。這一點(diǎn)與大端點(diǎn)緩沖區(qū) EP EP EP6 和 EP8 不同，這四個(gè)端點(diǎn)緩沖區(qū)主要用來和片上或片外進(jìn)行高帶寬數(shù)據(jù)傳輸而無需固件的參與。它具有通用接口： Slave（從） FIFO（外部主）或 GPIF（內(nèi)部主） 、同步或異步時(shí)鐘、內(nèi)部或外部時(shí)鐘等。 Tx 0x0023 5 TF2 Timer2 Overflow 0x002B 6 Resume WAKEUP/WU2 Pin 0x0033 0 RI_1 amp。其主要功能是控制 AID模塊的數(shù)據(jù)采集 。設(shè)備上電后，初始化模塊對設(shè)備進(jìn)行初始化配置 :數(shù)據(jù)處理模塊主要負(fù)責(zé)前端采集數(shù)據(jù)的預(yù)處理，解釋主機(jī)請求，對請求進(jìn)行相應(yīng)處理控制采集模塊則用于對前端硬件的控 制。 CPU忙于處理許多設(shè)備控制和數(shù)據(jù)處理等任務(wù)，通信固件設(shè)計(jì)成完全的中斷驅(qū)動(dòng)方式，當(dāng) CPU處理前臺(tái)任務(wù)時(shí)， USB 的傳輸可在后臺(tái)進(jìn)行。 CPU 可以繼續(xù)它當(dāng)前的前臺(tái)任務(wù)直到完成。 BOOL TD_Suspend (void)//該函數(shù)在框架進(jìn)入掛起狀態(tài)之前被調(diào)用。 } bool dr_setconfiguratian (void) //該函數(shù)在框架執(zhí)行 set configuratian 設(shè)備請求之前被調(diào)用 { configuration=SETUPDAT[2]。 EP0BCL=1。 } bool dr_getinterfane(void) //該函數(shù)在框架執(zhí)行 get interfane 設(shè)備請求之前被調(diào)用 { EP0BUF[0]=alternatersetting。 } bool dr_getstatus(void) //該函數(shù)在框架執(zhí)行 get status 設(shè)備請求之前被調(diào)用。 } bool dr_vendorcmnd(void) //該函數(shù)在框架執(zhí)行 vendor 設(shè)備請求之前被調(diào)用 { return (TRUE)。 } void ISR_sutok(void) interrupt 0 //該函數(shù)在設(shè)備收到 setup token 中斷時(shí)，在中斷處理器內(nèi)部被調(diào)用 { ezusb_irq_clear()。 } void ISR_susp(void) interrupt 0 //該函數(shù)在設(shè)備收到 usb suspend 中斷時(shí)，在中斷處理器內(nèi)部被調(diào)用 { sleep=true。 ((configdscr xdata *)pconfigdscr)type=config_dscr。 usbirq=bmures。 ((configdscr xdata *)potherconfigdscr)type=otherspeed_dscr。可以用 2 種方式下載固件到 EZUSB FX2 芯片中。 EZUSB 軟件開發(fā)包提供一個(gè)固件下載驅(qū)動(dòng)程序的模板，即EZLoader Driver。 2 Visual C++ 以上版本。這里的目標(biāo)文件是指由 Windows DDK 產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)文件 (.sys)。 應(yīng)用程序 任何一個(gè)使用過 Windows 的人對窗口這個(gè)概念絕對不會(huì)陌生，窗口是Windows 應(yīng)用程序的基本操作單元，用戶通過它與應(yīng)用程序發(fā)生交互，例如輸入輸出操作等等，從程序的內(nèi)部工作原來來看，每一個(gè)窗口對應(yīng)一個(gè)消息處理隊(duì)列，應(yīng)用程序主要通過窗口消息處理函數(shù)對用戶的輸入操作進(jìn)行響應(yīng)與處理。句柄可以看成是對象的編號(hào)，聯(lián)系上面的實(shí)例，那么一個(gè)實(shí)例句柄就可以看作是單個(gè)應(yīng)用程序在內(nèi)存中拷貝的唯一身份編號(hào)，通常系統(tǒng)只能通過實(shí)例句柄去識(shí)別不同的應(yīng)用程序，或者是相同應(yīng)用程序的不同副本。 消息通常是由一系列的輸入操作觸發(fā)的，比如當(dāng)我按下鼠標(biāo)左鍵那么窗口消息處理函數(shù)就會(huì)收到一個(gè) WM_LBUTTONDOWN 的消息信號(hào)?；卣{(diào)函數(shù)的定義必須嚴(yán)格的按照 windows 標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行編寫。特別是由于 USB 的使用簡單、即插即用、熱插拔、開放性、高速 、穩(wěn)定、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，它特別適用于儀器儀表、虛擬儀器、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)采集設(shè)備、監(jiān)控設(shè)備和加密設(shè)備