摘要：通用串行總線（usb）作為一種計(jì)算機(jī)與外圍設(shè)備連接的標(biāo)準(zhǔn)接口，具有即插即用、外展方便和傳輸速度快等優(yōu)點(diǎn)。文中給出一種基于sip1581型微控制器的usb2.0接口實(shí)現(xiàn)方案，同時(shí)給出它的軟硬件設(shè)計(jì)方法。

    關(guān)鍵詞：通用串行總線 接口電路 固件 驅(qū)動(dòng)程序

    1 引言

    通用串行總線（usb）是近年來開發(fā)的一種串行總線標(biāo)準(zhǔn)，主要用于pc與外圍設(shè)備的互聯(lián)。usb總線具有使用簡(jiǎn)單、即插即用、易于擴(kuò)展和傳輸速度快等優(yōu)點(diǎn)。其協(xié)議主要有usb1.1和usb2.0二個(gè)版本，usb1.1的傳輸速率最高可以達(dá)到12mb/s，usb2.0最高可以達(dá)到480mb/s，因此可以滿足大部分?jǐn)?shù)據(jù)的傳輸需要。

    目前，用于usb接口的電路主要有二類：一類是帶usb接口的微控制器（如cypress公司的ezusb，intel公司的8x931等）；另一類是純粹的usb接口電路，它需要一個(gè)外部微控制器（如national semiconductor公司的usbn9602，philips公司的pdiusbd12和isp1581等）。通常在開發(fā)usb設(shè)備之間必須根據(jù)具體要求選用合適的usb接口電路，以降低開發(fā)成本,減少開發(fā)時(shí)間。

    本文給出一種以philips公司的isp1581型接口電路作為usb接口，以ti公司的tms320f2812型dsp作為微控制器的usb2.0接口實(shí)現(xiàn)方案和系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)方法。

    圖1

    2 isp1581簡(jiǎn)介

    isp1581是philips公司推出的一款高性價(jià)比的usb2.0接口電路。它完全遵循它完全遵循usb2.0規(guī)范,支持7個(gè)in端點(diǎn),7個(gè)out端點(diǎn)和一個(gè)固定控制in/out端點(diǎn)。isp1581支持sub2.0的自檢工作模式和usb1.1的返回工作模式，可以在高速或全速條件下正常運(yùn)行。內(nèi)部集成有串行接口引擎（sie）、pie、8kb的fifo存儲(chǔ)器、數(shù)據(jù)收發(fā)器、pll的12mhz晶體振蕩器和3.3v的電壓調(diào)整器。該電路可直接與ata/atapi外設(shè)相連，并具有高速dma接口。同時(shí)，可通過軟件控制與usb總線的連接（softconnect），isp1581內(nèi)部具有上電復(fù)位電路，支持3.3v和5v二種電源工作方式。

    isp1581與外部微控制器的通信主要通過一個(gè)高速通用并行接口來實(shí)現(xiàn)。它與微控制器的連接有二種模式：斷開總線模式和通用處理器工作模式。在斷開總線模式下，ad[7：0]為多路復(fù)用的8位地址/數(shù)據(jù)總線，data[15：0]為單獨(dú)的dma數(shù)據(jù)總線；在通用處理器工作模式下，ad[7：0]為單獨(dú)的8位地址線，data[15：0]為16位控制器數(shù)據(jù)總線，此時(shí)，dma將多路復(fù)用到data[15：0]控制器的數(shù)據(jù)總線上。isp1581適合pda、存儲(chǔ)器類、通訊設(shè)備類、數(shù)碼相機(jī)類、復(fù)印機(jī)類和掃描儀類等大多數(shù)usb設(shè)備類的設(shè)計(jì)。

    3 硬件電路設(shè)計(jì)

    由tms320f2812（以下簡(jiǎn)稱f2812）和isp1581構(gòu)成的usb2.0接口電路如圖1所示。f2812是ti公司的c2000系列dsp，具有很高的運(yùn)算速度、較大的尋址空間和豐富的片上外設(shè)資源。f2812和isp1581的連接采用通用處理器模式，即8位地址總線和16位數(shù)據(jù)總線分離。f2812的xcs0and1作為isp1581的片選信號(hào)，此時(shí)isp1581的寄存器地址映射到f2812的地址空間0x2000-0x4000。f2812與isp1581的數(shù)據(jù)交換采用中斷方式。isp1581的喚醒功能引腳wakeup接到f2812的一個(gè)通用i/o口上；rpu引腳通過1.5kω電阻器上拉；rref引腳通過12.0kω精密電阻器接模擬地；mode引腳在通用處理器模式下也應(yīng)上拉；bus_conf引腳的功能是選擇總線模式，上拉后為通用處理模式；mode0引腳用來選擇通用處理器模式下的讀/寫功能，上拉后為8051型。該電路內(nèi)部集成了復(fù)位電路，將reset引腳直接接高電平即可復(fù)位。由于本設(shè)計(jì)沒有使用dma傳輸，所以與dma相關(guān)的引腳沒有連接。主機(jī)提供的5v電源經(jīng)過ht7133變換為3.3v后可給整個(gè)系統(tǒng)供電。

    4 軟件設(shè)計(jì)

    軟件即微控制器的程序文件，它主要完成usb協(xié)議處理和數(shù)據(jù)交換，目的是讓windows檢測(cè)和識(shí)別設(shè)備，建立起正確的通信連接。設(shè)備與主機(jī)的usb通信可以分為配置通信和應(yīng)用通信。配置通信 主要指主機(jī)在對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)的過程中設(shè)備軟件對(duì)主機(jī)的一系列標(biāo)準(zhǔn)請(qǐng)求所做出的響應(yīng)。設(shè)備必須識(shí)別每個(gè)請(qǐng)求，并返回被請(qǐng)求的信息，同時(shí)采取其他一些請(qǐng)求指定的動(dòng)作。應(yīng)用通信主要指主機(jī)識(shí)別設(shè)備后進(jìn)行的有用數(shù)據(jù)傳輸。usb支持控制傳輸、批量傳輸、中斷傳輸和等時(shí)傳輸4種傳輸類型，控制傳輸主要用于配置通信，其他3種類型主要用于應(yīng)用通信。所有的usb器件都只有端點(diǎn)0支持控制傳輸。

    根據(jù)usb2.0協(xié)議，任何傳輸都是由主機(jī)開始的，微控制器做