微機(jī)原理與應(yīng)用第13章總線與接口-文庫吧資料
2025-06-01 08:12本頁面
【正文】 、掃描儀 ? 打印、電視盒 ? 調(diào)制解調(diào)器、網(wǎng)卡 ? CDROM、 CDRW、硬盤、軟驅(qū) ? 聲卡、音箱 ? 手機(jī)充電器 ? 說寫電子板 ? USB Hub USB外設(shè) 汽車鑰匙 電話 數(shù)碼相機(jī) 電子眼 銀行刷卡機(jī) U盤 /手表 游戲桿 手機(jī) 鍵盤 /鼠標(biāo) 鼠標(biāo) U盤 計(jì)算機(jī) USB特點(diǎn) ? 速度快 ： USB 12Mbps， USB 480Mbps ? 連接簡單快捷 ：直接連接，無需關(guān)機(jī)、重新啟動(dòng)、打開機(jī)箱等操作 ? 無需外接電源 ： USB提供內(nèi)置電源，能向低壓設(shè)備提供 5V的電源 ? 支持多連接 ： USB支持多設(shè)備連接， ? 良好的兼容性 ： USB接口標(biāo)準(zhǔn)有良好的向下兼容性 ? 低功耗 物理接口與電氣連接 V BUS V BUS D+ D ? GND GND D+ D ? USB接頭 USB硬件組成 ? USB主機(jī) （ USB HOST） ? USB設(shè)備 （ USB DEVICE） ? USB集線器 （ USB HUB） U S B H O S T R O O T H U B U S B 設(shè)備 1 U S B 設(shè)備 2 U S B 設(shè)備 3 U S B 設(shè)備 4 U S B 設(shè)備 5 U S B 設(shè)備 6 宿主（根層） 第 1 層 第 2 層 第 3 層 H U B 1 H U B 2 H U B 3 H U B 4 第 4 層 USB軟件組成 ? 主控制器驅(qū)動(dòng)程序 (Host Controller Driver)：主控制器驅(qū)動(dòng)程序完成對 USB交換的調(diào)度 ? 設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序 (USB Device Driver)：設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序是用來驅(qū)動(dòng) USB設(shè)備的程序 ? USB芯片驅(qū)動(dòng)程序 (USB Driver)： USB芯片驅(qū)動(dòng)程序在設(shè)備設(shè)置時(shí)讀取描述寄存器以獲取 USB設(shè)備的特征，并根據(jù)這些特征，在請求發(fā)生時(shí)組織數(shù)據(jù)傳輸 USB通信流與端點(diǎn) ? 端點(diǎn)： USB設(shè)備中的用于數(shù)據(jù)傳輸交換的緩沖區(qū) ? 每個(gè) USB設(shè)備中包含了若干個(gè)端點(diǎn) 端點(diǎn) 0端點(diǎn)：用于設(shè)備初始化，一經(jīng)上電，即自動(dòng)完成配置 非 0端點(diǎn)：用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)炔僮?，最多?16個(gè)輸入端點(diǎn)和 16個(gè)輸出端點(diǎn) USB設(shè)備通過端點(diǎn)傳輸數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)流通信！ USB傳輸方式 USB傳輸?shù)臄?shù)據(jù)類型 ? 控制信號(hào)流：傳輸控制信號(hào) ? 塊數(shù)據(jù)：傳送大量數(shù)據(jù) ? 中斷數(shù)據(jù)：傳送少量隨機(jī)信號(hào)，如事件通知 ? 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)：傳送固定速率的數(shù)據(jù)，如語音數(shù)據(jù) USB數(shù)據(jù)傳輸方式 ? 控制傳輸方式：設(shè)備控制指令、設(shè)備狀態(tài)查詢及確認(rèn)命令 ? 批傳輸方式 ：較為大量的數(shù)據(jù) ? 中斷傳輸方式 ：需及時(shí)處理的數(shù)據(jù)，單向到主機(jī) ? 等時(shí)傳輸方式 ：主要用于實(shí)時(shí)傳輸 USB包交換結(jié)構(gòu) ? USB的數(shù)據(jù)傳輸交換通過包實(shí)現(xiàn)。如果仲裁器本身也是一個(gè)主控器，如微處理器，則在發(fā)出 BG之前 BB＝ 0時(shí)，它可以占用一個(gè)或幾個(gè)總線周期 ? 若 Ci同時(shí)滿足：本地請求 (BRi=1)； BB=0；檢測到 BGINi端出現(xiàn)了上升沿，接管總線 ? Ci接管總線后， BG信號(hào)不再后傳，即 BGOUTi＝ 0 （ 2）并行總線仲裁方式 總線仲裁器 C1 C2 Cn 總線 … BR1 BG1 BR2 BG2 BRn BGn … BB BCLK（總線時(shí)鐘） ? 各主控器有獨(dú)立的 總線請求 BR、 總線允許 BG，互不影響 ? 總線仲裁器直接識(shí)別所有設(shè)備的請求，并向選中的設(shè)備 Ci發(fā) BGi （ 3）串并行二維總線仲裁方式 ? 各鏈路上優(yōu)先級(jí)由總線判決器內(nèi)部邏輯決定 ? 同一鏈路上則由離總線判決器的遠(yuǎn)近程度確定 總線判決器 BR1 BG1 BR2 BG2 IN IN C1 C2 C3 C4 BB B C L K OUT OUT OUT 去下一臺(tái)設(shè)備 去下一臺(tái)設(shè)備 IN IN OUT 串行總線 串行總線的構(gòu)成 只有數(shù)據(jù)總線，沒有地址總線、控制總線 總線上信息（數(shù)據(jù)、地址 …… ）按位傳輸 總線規(guī)模小，特別適用于遠(yuǎn)距離通信 也可作為系統(tǒng)內(nèi)部通信和近距離通信 I2C COM口 RS23 RS485 串行通信接口 USB接口 SPI/QSPI 串行擴(kuò)展接口 Microwire . 串行總線標(biāo)準(zhǔn) ? 起止式通信協(xié)議 ? 目前應(yīng)用最廣泛的標(biāo)準(zhǔn)串行總線接口之一 1. RS232標(biāo)準(zhǔn) ? 采用了平衡差分傳輸技術(shù)，提高了共模抑制能力，大大減小了地線電位差引起的麻煩 2. RS422/423標(biāo)準(zhǔn) ? 為 RS422標(biāo)準(zhǔn)的改進(jìn)增強(qiáng)版本，并兼容 RS422標(biāo)準(zhǔn) ? 邏輯電平與傳統(tǒng)數(shù)字邏輯 TTL兼容，且對物理層沒有任何嚴(yán)格要求 3. RS485標(biāo)準(zhǔn) ? 由 Philips公司推出的用于 IC之間的一種二線制全雙向同步串行擴(kuò)展總線 ? 串行數(shù)據(jù)線 SDA、串行時(shí)鐘線 SCL 4. I2C總線標(biāo)準(zhǔn) S D A S C L 微控制器 A L C D 驅(qū)動(dòng) 靜態(tài) R A M 或E E P R O M 微控制器 B ADC 矩陣開關(guān) ? USB（ Universal Serial Bus）是外設(shè)與計(jì)算機(jī)連接的接口總線 ? 簡化外設(shè)的連接過程，具備即插即用、熱插拔、接口體積小、節(jié)省系統(tǒng)資源、傳輸可靠、良好的兼容性、共享式通信、低成本 5. USB標(biāo)準(zhǔn) 鼠標(biāo) U盤 打印機(jī) 攝像頭 ???? ? 其前身是 1996年由蘋果公司起草的，稱之為火線（ Fire Wire）并注冊為其商標(biāo) 6. 1394標(biāo)準(zhǔn)
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