【正文】 4 位的校驗字段構成。包標識符的 4 位的校驗字段可以保證包標識符譯碼的可靠性，這樣包的余項也就能被正確地解釋。如果 4 個 PID 檢驗位不是它們的各自的包標識符位的補，則說明存在 PID 錯。任何收到包標識符，如果含有失敗的校驗字段，或者經譯碼得到未定義的值，則該包標識符被假定是被損壞的，而且包的余項將被包接收機忽略（ Ignore）。例如，只能輸入的端口（ INonly Endpoint）必須忽略輸出標記（ Token）。 表 PID類型描述 PID類型 PID名 PID[3:0] 說明 令牌包 OUT 0001B 通知設備將要輸出數據 IN 1001B 通知設備將要輸入數據 SOF 0101B 通知設備這是一個幀起始符 SETUP 1101B 通知設備將要開始一個控制傳輸 數據包 DATA0 0011B 不同類的數據包 DATA1 1011B DATA2 0111B MDATA 1111B 握手包 ACK 0010B 確認 NAK 1010B 不確認 STALL 1110B 掛起 NYET 0110B 未準備好 包結束符 EOP，對于高速設備和全速 /低速設備也是不一樣的。對于高速設備則是故意位填充錯誤來表示。而 USB 設備的描述符即是對 USB 設備 屬性的說明。 一個 USB 設備有且只有一個設備描述符。因此它們的關系是一種層次行的結構。 6 USB的傳輸類型 雖然 USB 定義了數據在總線傳輸的基本單位是包，但是不能隨意地使用包來傳輸數 據，必須按照一定的關系將包組織成事務才能傳輸數據。其中，批量傳輸、中斷傳輸、同步傳輸每傳輸一次數據都是一個事務；控制傳輸包括三個過程，建立過程和狀態(tài)過程分別是一個事務，數據過程則可能是多個事務。任何一個 USB設備都必須支持一個與控制傳輸類型相對應的端點 0； ? 中斷傳輸： 用來至此那些偶然需要少量的數據通信，但服務時間受到限制的設備。批量傳輸方式并不能保證傳輸的速率，但可以保證傳輸的可靠性，當出現(xiàn)錯誤時會要求發(fā)送方重發(fā)； ? 同步傳輸： 同步傳輸要求一個恒定的速率。 LPC1700系列微處理器 7 第 3章 總體方案設計 總體方案設計 USB 針式打印機基本工作原理： 打印機 通過 USB 串行通信總線接收到 PC 機發(fā)送 的打印控制命令、字符打印命令 和 圖形打印命令 ， 這些命令經過 微控制器進行 處理 解碼并實現(xiàn)相應的功能。在打印過程中，產生行間距和字間距，一行印完后，啟動 輸紙步進電機 ，帶動打印膠棍和打印紙走紙一行。 USB 針式打印機的整體原理框圖如 圖 所示。 8 第 4章 系統(tǒng)硬件設計 核心板工作外圍器件 打印機控制系統(tǒng)選用 LPC1700 系列的 LPC1766 芯片 做為微控制器 ， 它的 CPU 操作時鐘頻率高達 100MHz， 要想使芯片 穩(wěn)定 工作， 必備的外圍電路是不可缺少的。 在 LPC1766 的核心板上用了專用的微處理器電源監(jiān)控芯片 CAT811S（ S 系統(tǒng)的復位電壓為 ）以提高系統(tǒng)的可靠性，必免由于電源電壓不穩(wěn)定，或者手動復位時抖動過大引起多次重復復位操作。 圖 復位電路 RST 是手動復位 信號 ， J_nRST 是來自 JTAG 的復位信號，用于下載程序 時 對芯片進行復位，有效的手動 復位 信號或者 JTAG 復位信號都將導致 SYS_RST 輸出低電平， SYS_RST接到 CAT811S 的芯片 手動復位引腳 nMR 端， 當有復位信號出現(xiàn)時 輸出 nRST 保持 140mS的有效電平直接接到 LPC1766 的復位引腳。 復位時，芯片會選擇內部 RC 振蕩器作為系統(tǒng)的時鐘源，這使得系統(tǒng)能在沒有外部晶振的情況下運行，用 戶可以通過軟件方式修改具體使用哪個時鐘源。 外部晶體振 蕩器又稱主振蕩器，可作為 CPU 的時鐘源，主振蕩器工作在 1MHz— 25MHz， 可以通過鎖相環(huán)倍頻達到 100MHz,在系統(tǒng)中系統(tǒng) 12MHz 的外部晶體振蕩器通過鎖相環(huán) 8 倍頻后，使 CPU 工作在 96MHz。 圖 外部晶體振 蕩器 JTAG接口電路 10 電源電路設計 系統(tǒng)用電分析 電源電路選型 1． 24V電源 電路 2． 5V電源 電路 3． 電路 USB接口電路設計 1． USB電纜 2． USB接口的電氣特性 打印機芯電路設計 主位置檢測 缺紙檢測 黑標檢測 托架 步進 電機驅動 1． 托架 步進 電機 特性 2． 托架 步進 電機驅動電路 走紙 步進 電機驅動 1． 走紙 步進 電機特性 2． 走紙 步進 電機驅動電路 打印頭保護與驅動電路 1． 打印頭保護電路 2． 打印頭驅動電路 TFT液晶顯示電路設計 字庫芯片電路設計 11 第 5章 系統(tǒng)軟件設計 上位機軟件設計 上位機軟件使 用 的是 VC++ 編寫 的 ， 在整個上位 機軟件中采用多線程的工作方式來對打印機進行發(fā)送數據，同時接收打印機的打印狀態(tài)。 USB 設備接入 USB 總線。 USB 設備可以使用 USB 總線 供電，也可以使用外部電源供電。設備連接到總線后，主機通過檢測設備在總線上的上拉電阻檢測到有新的設備連接，并獲悉該設備是全速還是低速設備，然后主機向該端口發(fā)送一個復位信號。設備要從總線上接收到一個復位的信號后才可以對總線的處理操作作出響應。 (5) 地址分配。 (6) 讀取 USB 設備描述符。 (7) 設備配置。 12 (8) 掛起。A。 完成以上的幾個步驟后， USB 設備就可以使用了。 ZLG/USB Device軟件包 ZLG/USB Device 軟 件包是一個移植性強、易維護的軟件包，該軟件包綜合考慮 USB 協(xié)議和 LPC1700 系列 CortexM3 USB 設備控制器硬件的特點。 表 USB設備固件程序分層結構表 文件名 簡要說明 相關性 USB 設備控制器硬件抽象層 與硬件相關 USB 設備控 制器命令接口層 與硬件相關 USB 設備控制器 DMA 控制層 與硬件相關 USB 設備控制器協(xié)議層 與硬件無關，與 USB 協(xié)議相關 USB 設備控制器描述符層 與硬件無關，與 USB 協(xié)議相關 USB 設備控制器應用層 與硬件無關 以上各層關系如 圖 所示 13 圖 USB設備固件程序分層結構圖 圖 的雙向線表示用戶與 USB 設備固件程序存在著數據交換。 在 文件中構建 LPC1700 系列 ARM USB 設備控制器相關的硬件設置，然后可以實現(xiàn)命令接口層的所有程序（ 文件）。具體過程如下： (1) LPC1700 系列 ARM USB 從 USB 總線上接收到數據， USB 設備控制器發(fā)生中斷，固件進入 LPC1700 系列 ARM USB 中斷服務程序； (2) 中斷服務程序讀取數 據，并置“端點收到數據標志”位為 1，然后退出中斷回到前臺； (3) 前臺監(jiān)測到“端點收到數據標志”為 1 時，針對接收到的數據進行處理； (4) 如果有數據需要發(fā)送到 USB 主機，只需將要發(fā)送的數據寫入 LPC1700 系列 ARM USB 發(fā)送端點緩沖區(qū)中。