EZ-USB FX系列單片機USB外圍設備設計與應用:
PART 1 USB的基本概念
第1章 USB的基本特性
1.1 USB簡介2
1.2 USB的發展歷程3
1.2.1 USB 1.13
1.2.2 USB 2.04
1.2.3 USB與IEEE 1394的比較4
1.3 USB基本架構與總線架構6
1.4 USB的總線結構8
1.5 USB數據流的模式與管線的概念9
1.6 USB硬件規范10
1.6.1 USB的硬件特性11
1.6.2 USB接口的電氣特性12
1.6.3USB的電源管理14
1.7 USB的編碼方式14
1.8 結論16
1.9 問題與討論16
第2章 USB通信協議
2.1 USB通信協議17
2.2 USB封包中的數據域類型18
2.2.1 數據域位的格式18
2.3 封包格式19
2.4 USB傳輸的類型23
2.4.1 控制傳輸24
2.4.2 中斷傳輸29
2.4.3 批量傳輸29
2.4.4 等時傳輸29
2.5 USB數據交換格式30
2.6 USB描述符34
2.7 USB設備請求42
2.8 USB設備群組44
2.9 結論46
2.10 問題與討論46
第3章 設備列舉
3.1注冊表編輯器47
3.2設備列舉的步驟49
3.3設備列舉步驟的實現--使用CATC分析工具51
3.4結論61
3.5問題與討論61
第4章 USB芯片與EZUSB
4.1USB芯片的簡介62
4.2USB接口芯片64
4.2.1Philips接口芯片64
4.2.2National Semiconductor接口芯片66
4.3內含USB單元的微處理器68
4.3.1Motorola69
4.3.2Microchip69
4.3.3SIEMENS70
4.3.4Cypress71
4.4USB芯片總攬介紹73
4.5USB芯片的選擇與評估74
4.6問題與討論80
第5章 設備與驅動程序
5.1階層式的驅動程序81
5.2主機的驅動程序83
5.3驅動程序的選擇86
5.4結論86
5.5問題與討論87
第6章 HID群組
6.1HID簡介88
6.2HID群組的傳輸速率88
6.3HID描述符90
6.3.1報告描述符93
6.3.2主要 main 項目類型96
6.3.3整體 global 項目卷標97
6.3.4區域 local 項目卷標98
6.3.5簡易的報告描述符99
6.3.6Descriptor Tool 描述符工具 100
6.3.7兼容測試程序101
6.4HID設備的基本請求102
6.5Windows通信程序103
6.6問題與討論106
PART 2 硬件技術篇
第7章 EZUSB FX簡介
7.1簡介109
7.2EZUSB FX硬件框圖109
7.3封包與PID碼111
7.4主機是個主控者113
7.4.1從主機接收數據113
7.4.2傳送數據至主機113
7.5USB方向113
7.6幀114
7.7EZUSB FX傳輸類型114
7.7.1批量傳輸114
7.7.2中斷傳輸114
7.7.3等時傳輸115
7.7.4控制傳輸115
7.8設備列舉116
7.9USB核心116
7.10EZUSB FX單片機117
7.11重新設備列舉117
7.12EZUSB FX端點118
7.12.1EZUSB FX批量端點118
7.12.2EZUSB FX控制端點0118
7.12.3EZUSB FX中斷端點119
7.12.4EZUSB FX等時端點119
7.13快速傳送模式119
7.14中斷120
7.15重置與電源管理120
7.16EZUSB 2100系列120
7.17FX系列--從FIFO122
7.18FX系列--GPIF 通用型可程序化的接口 122
7.19AN2122/26各種特性的摘要122
7.20修訂ID123
7.21引腳描述123
第8章 EZUSB FX CPU
8.1簡介130
8.28051增強模式130
8.3EZUSB FX所增強的部分131
8.4EZUSB FX寄存器接口131
8.5EZUSB FX內部RAM131
8.6I/O端口132
8.7中斷132
8.8電源控制133
8.9特殊功能寄存器 SFR 134
8.10內部總線135
8.11重置136
第9章 EZUSB FX內存
9.1簡介137
9.28051內存138
9.3擴充的EZUSB FX內存139
9.4CS#與OE#信號140
9.5EZUSB FX ROM版本141
第10章 EZUSB FX輸入/輸出端口
10.1簡介143
10.2I/O端口143
10.3EZUSB輸入/輸出端口寄存器146
10.3.1端口配置寄存器147
10.3.2I/O端口寄存器147
10.4EZUSB FX輸入/輸出端口寄存器149
10.5EZUSB FX端口配置表151
10.6I2C控制器156
10.78051 I2C控制器156
10.8控制位158
10.8.1START位158
10.8.2STOP位158
10.8.3LASTRD位158
10.9狀態位159
10.9.1DONE位159
10.9.2ACK位159
10.9.3BERR位159
10.9.4ID1, ID0159
10.10送出 WRITE I2C數據160
10.11接收 READ I2C數據160
10.12I2C激活加載器160
10.13SFR尋址 FX 162
10.14端口A~E的SFR控制165
第11章 EZUSB FX設備列舉與重新設備列舉
11.1簡介167
11.2預設的USB設備169
11.3USB核心對于EP0設備請求的響應170
11.4固件下載171
11.5設備列舉模式172
11.6沒有存在EEPROM173
11.7存在著EEPROM, 第一個字節是0xB0 0xB4, FX系列
11.8存在著EEPROM, 第一個字節是0xB2 0xB6, FX系列
11.9配置字節0,FX系列177
11.10重新設備列舉 ReNumerationTM 178
11.11多重重新設備列舉 ReNumerationTM 179
11.12預設描述符179
第12章 EZUSB FX批量傳輸
12.1簡介188
12.2批量輸入傳輸189
12.3中斷傳輸191
12.4EZUSB FX批量IN的例子191
12.5批量OUT傳輸192
12.6端點對194
12.7IN端點對的狀態194
12.8OUT端點對的狀態195
12.9使用批量緩沖區內存195
12.10Data Toggle控制196
12.11輪詢的批量傳輸的范例197
12.12設備列舉說明199
12.13批量端點中斷199
12.14中斷批量傳輸的范例201
12.15設備列舉說明205
12.16自動指針器205
第13章 EZUSB控制端點0
13.1簡介209
13.2控制端點EP0210
13.3USB請求212
13.3.1取得狀態 Get_Status 214
13.3.2設置特性(Set_Feature)217
13.3.3清除特性(Clear_Feature)218
13.3.4取得描述符(Get_Descriptor)219
13.3.5設置描述符(Set Descriptor)223
13.3.6設置配置(Set_Configuration)225
13.3.7取得配置(Get_Configuration)225
13.3.8設置接口(Set_Interface)225
13.3.9取得接口(Get_Interface)226
13.3.10設置地址(Set_Address)227
13.3.11同步幀227
13.3.12固件加載228
第14章 EZUSB FX等時傳輸
14.1簡介229
14.2等時IN傳輸230
14.2.1初始化設置230
14.2.2IN數據傳輸230
14.3等時OUT傳輸231
14.3.1初始化設置231
14.3.2數據傳輸232
14.4設置等時FIFO的大小232
14.5等時傳輸速度234
14.5.1EZUSB 2100系列234
14.5.2EZUSB FX系列235
14.6快速傳輸 僅存于2100系列 236
14.6.1快速寫入236
14.6.2快速讀取237
14.7快速傳輸的時序 僅存于2100系列 237
14.7.1快速寫入波形238
14.7.2快速讀取波形239
14.8快速傳輸速度(僅存于2100系列)239
14.9其余的等時寄存器240
14.9.1除能等時寄存器240
14.9.20字節計數位241
14.10以無數據來響應等時IN令牌242
14.11使用等時FIFO242
第15章 EZUSB FX中斷
15.1簡介243
15.2USB核心中斷244
15.3喚醒中斷244
15.4USB中斷信號源245
15.5SUTOK與SUDAV中斷248
15.6SOF中斷249
15.7中止 suspend 中斷249
15.8USB重置中斷249
15.9批量端點中斷250
15.10USB自動向量250
15.11USB自動向量譯碼251
15.12I2C中斷252
15.13IN批量NAK中斷 僅存于AN2122/26與FX系列 253
15.14I2C STOP反相中斷 僅存于AN2122/
26與FX系列 254
15.15從FIFO中斷 INT4 255
第16章 EZUSB FX重置
16.1簡介257
16.2EZUSB FX打開電源重置 POR 257
16.38051重置的釋放259
16.3.1RAM的下載260
16.3.2下載EEPROM260
16.3.3外部ROM260
16.48051重置所產生的影響260
16.5USB總線重置261
16.6EZUSB脫離262
16.7各種重置狀態的總結263
第17章 EZUSB FX電源管理
17.1簡介265
17.2中止 suspend 266
17.3回復 resume 267
17.4遠程喚醒 remote wakeup 269
第18章 EZUSB FX系統
18.1簡介271
18.2DMA寄存器描述272
18.2.1來源. 目的. 傳輸長度地址寄存器272
18.2.2DMA起始與狀態寄存器275
18.2.3DMA同步突發使能寄存器275
18.2.4虛擬寄存器278
18.3RD/FRD與WR/FWR DMA閃控的選擇278
18.4DMA閃控波形與延伸位的交互影響279
18.4.1DMA外部寫入279
18.4.2DMA外部讀取280
第19章 EZUSB FX寄存器
19.1簡介282
19.2批量數據緩沖區寄存器283
19.3等時數據FIFO寄存器284
19.4等時字節計數寄存器285
19.5CPU寄存器287
19.6I/O端口配置寄存器288
19.7I/O端口A~C輸入/輸出寄存器289
19.8230 Kbaud UART操作--AN2122/26寄存器291
19.9等時控制/狀態寄存器291
19.10I2C寄存器292
19.11中斷294
19.12端點0控制與狀態寄存器299
19.13端點1~7的控制與狀態寄存器300
19.14整體USB寄存器305
19.15快速傳輸309
19.16SETUP數據311
19.17等時FIFO的容量大小311
19.18通用I/F中斷使能312
19.19通用中斷請求312
19.20輸入/輸出端口寄存器D與E313
19.20.1端口D輸出313
19.20.2輸入端口D腳位313
19.20.3端口D輸出使能313
19.20.4端口E輸出313
19.20.5輸入端口E腳位314
19.20.6端口E輸出使能314
19.21端口設置314
19.22接口配置314
19.23端口A與端口C切換配置316
19.23.1端口A切換配置#2316
19.23.2端口C切換配置#2317
19.24DMA寄存器319
19.24.1來源. 目的. 傳輸長度地址寄存器319
19.24.2DMA起始與狀態寄存器320
19.24.3DMA同步突發使能寄存器320
19.24.4選擇8051 A/D總線作為外部FIFO321
PART 3 固件技術篇
第20章 EZUSB FX固件架構與函數庫
20.1固件架構總覽323
20.2固件架構的建立325
20.3固件架構的副函數鉤子325
20.3.1工作分配器326
20.3.2設備請求 device request 326
20.3.3USB中斷服務例程329
20.4固件架構整體變量332
20.5描述符表333
20.5.1設備描述符333
20.5.2配置描述符334
20.5.3接口描述符334
20.5.4端點描述符335
20.5.5字符串描述符335
20.5.6群組描述符335
20.6EZUSB FX固件的函數庫336
20.6.1包含文件 *.H 336
20.6.2子程序336
20.6.3整體變量338
20.7固件架構的原始程序代碼338
第21章 EZUSB FX固件范例程序
21.1范例程序的簡介346
21.2外圍I/O測試程序347
21.3端點對, EP_PAIR范例352
21.4批量測試, BulkTest范例362
21.5等時傳輸, ISOstrm范例368
21.6問題與討論373
PART 4 實驗篇
第22章 EZUSB FX仿真器
22?1簡介375
22?2所需的工具376
22?3EZUSB FX框圖377
22.4EZUSB最終版本的系統框圖378
22?5第一次下載程序378
22.6EZUSB FX開發系統框圖379
22.7設置開發環境380
22.8EZUSB FX開發工具組的內容381
22.9EZUSB FX開發工具組軟件382
22.9.1初步安裝程序382
22.9.2確認主機 個人計算機 是否支持USB382
22.10安裝EZUSB控制平臺. 驅動程序以及文件383
22.11EZUSB FX開發電路板385
22.11.1簡介385
22.11.2開發電路板的瀏覽385
22.11.3所使用的8051資源386
22.11.4詳細電路386
22.11.5LED的顯示387
22.11.6Jumper387
22.11.7連接器391
22.11.8內存映象圖392
22.11.9PLD信號394
22.11.10PLD源文件文件395
22.11.11雛形板的擴充連接器P1~P6397
22.11.12Philips PCF8574 I/O擴充IC400
22.12DMA USB FX I/O LAB開發工具介紹401
22.12.1USBFX簡介401
22.12.2USBFX及外圍整體環境介紹403
22?12?3USBFX與PC連接軟件介紹404
22.12.4USBFX硬件功能介紹404
第23章 LED顯示器輸出實驗
23.1硬件設計與基本概念409
23.2固件設計410
23.3.1固件架構文件FW.C411
23.3.2描述符文件DESCR.A51412
23.3.3外圍接口文件PERIPH.C417
23.4固件程序代碼的編譯與鏈接421
23.5Windows程序, VB設計423
23.6INF文件的編寫設計424
23.7結論426
23.8問題與討論427
第24章 七段顯示器與鍵盤的輸入/輸出
實驗24.1硬件設計與基本概念428
24.2固件設計431
24.2.1七段顯示器431
24.2.24×4鍵盤掃描433
24.3固件程序代碼的編譯與鏈接434
24.4Windows程序, VB設計436
24.5問題與討論437
第25章 LCD文字型液晶顯示器輸出實驗
25.1硬件設計與基本概念438
25.1.1液晶顯示器LCD438
25.2固件設計452
25.3固件程序代碼的編譯與鏈接456
25.4Windows程序, VB設計457
25.5問題與討論458
第26章 LED點陣輸出實驗
26.1硬件設計與基本概念459
26.2固件設計463
26.3固件程序代碼的編譯與鏈接463
26.4Windows程序, VB設計465
26.5問題與討論465
第27章 步進電機輸出實驗
27.1硬件設計與基本概念466
27.1.11相激磁467
27.1.22相激磁467
27.1.31-2相激磁468
27?1?4PMM8713介紹469
27.2固件設計473
27.3固件程序代碼的編譯與鏈接474
27.4Windows程序, VB設計476
27.5問題與討論477
第28章 I2C接口輸入/輸出實驗
28.1硬件設計與基本概念478
28.2固件設計481
28.3固件程序代碼的編譯與鏈接483
28.4Windows程序, VB設計484
28.5問題與討論485
第29章 A/D轉換器與D/A轉換器的輸入/輸出實驗
29.1硬件設計與基本概念486
29.1.1A/D轉換器486
29.1.2D/A轉換器490
29.2固件設計493
29.2.1A/D轉換器的固件設計493
29.2.2D/A轉換器的固件設計496
29.3固件程序代碼的編譯與鏈接497
29.4Windows程序, VB設計498
29.5問題與討論499
第30章 LCG繪圖型液晶顯示器輸出實驗
30.1硬件設計與基本概念500
30.1.1繪圖型LCD500
30.1.2繪圖型LCD控制指令集503
30.1.3繪圖型LCD讀取與寫入時序圖505
30.2固件設計506
30.2.1LCG驅動程序506
30.2.2USB固件碼513
30.3固件程序代碼的編譯與鏈接516
30.4Windows程序, VB設計517
30.5問題與討論518
附錄A Cypress控制平臺的操作
A.1EZUSB控制平臺總覽519
A.2主畫面520
A.3熱插拔新的USB設備521
A.4各種工具欄的使用524
A.5故障排除526
A.6控制平臺的進階操作527
A.7測試Unary Op工具欄上的按鈕功能528
A.8測試制造商請求的工具欄 2100 系列的開發電路板 529
A.9測試等時傳輸工具欄532
A.10測試批量傳輸工具欄533
A.11測試重置管線工具欄535
A.12測試設置接口工具欄537
A.13測試制造商請求工具欄 FX系列開發電路板
A.14執行Get Device Descriptor 操作來驗證開發板的功能是否正確539
A.15從EZUSB控制平臺中, 加載dev_io的范例并且加以執行540
A.16從Keil偵錯應用程序中, 加載dev_io范例程序代碼, 然后再加以執行542
A.17將dev_io 目標文件移開, 且使用Keil IDE 集成開發環境 來重建545
A.18在偵錯器下執行dev_io目標文件, 并且使用具有偵錯能力的IDE547
A.19在EZUSB控制平臺下, 執行ep_pair目標文件
A.20如何修改fw范例, 并在開發電路板上產生等時傳輸550
附錄BEZUSB 2100系列及EZUSB FX系列引腳表
B.1EZUSB 2100系列引腳表555
B?2EZUSB FX系列引腳圖表561
附錄C EZUSB FX寄存器總覽
附錄D EEPROM燒錄方式