來(lái)源：《單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用》

基于ez-usb的數(shù)據(jù)采集與控制* 摘要：主要介紹帶usb控制核的51系列單片機(jī)ez-usb的傳輸特性與控制機(jī)理，簡(jiǎn)述信息包的組成及幾種枚舉方式。文中給出的程序是一個(gè)利用端點(diǎn)2in/out進(jìn)行塊傳輸?shù)膽?yīng)用實(shí)例。由此可驗(yàn)證它的開(kāi)發(fā)效率。 關(guān)鍵詞：ez-usb pid 枚舉 bulk傳輸 1 概述 在目前pc的i/o模式中，外圍設(shè)備通常被映射為cpu的i/o地址空間，并且被分配一個(gè)指定的irq（中斷請(qǐng)求），在某些情況下也可以是一個(gè)dma通道。這些系統(tǒng)資源被分配給指定的外圍設(shè)備。這種地址分配的方法已經(jīng)成為一種標(biāo)準(zhǔn)，軟件開(kāi)發(fā)者要根據(jù)這對(duì)指定的設(shè)備進(jìn)行訪問(wèn)。這給編程者帶來(lái)了不便，同時(shí)外設(shè)消耗了pc的許多系統(tǒng)資源，使許多系統(tǒng)資源不可使用，并且產(chǎn)生了很多沖突，由此造成了許多問(wèn)題。 cypress推出的帶智能usb接口的單片機(jī)ez-usb，極大地降低了usb外設(shè)的開(kāi)發(fā)難度，為pc外設(shè)的制造商提供了一性能的優(yōu)良、價(jià)格較低的設(shè)計(jì)方案。基于ez-usb的強(qiáng)大功能，讓我們看到了應(yīng)用usb的美好前景。使用該芯片后，我們?cè)诤芏痰臅r(shí)間內(nèi)便實(shí)現(xiàn)了基于usb傳輸?shù)牟杉到y(tǒng)。為便于理解，有必要介紹一下相關(guān)的usb知識(shí)。 1.1 usb信息包 usb傳送的數(shù)據(jù)包由被稱(chēng)為packet ids(pids)的特定代碼所定義，pid表示了正在被傳送的包的類(lèi)型。usb的包中一類(lèi)有四種pid類(lèi)型，如表1所列。

表1 usb pid pid類(lèi)型 pid名稱(chēng) 數(shù)據(jù)信號(hào) in、out、sof、setup、data0、data1 握手信號(hào) ack、nak、stall 特殊信號(hào) pre 圖1舉例說(shuō)明了usb傳輸。包（1）是一個(gè)由out標(biāo)志表示的輸出信號(hào)，表示主機(jī)發(fā)出的數(shù)據(jù)將要通過(guò)總線進(jìn)行傳送。包（2）由數(shù)據(jù)組成，它由data1標(biāo)志表示。包（3）是一個(gè)由外設(shè)發(fā)送的握手信息包。外設(shè)使用ack（確認(rèn)）標(biāo)志向主機(jī)報(bào)告外設(shè)已正確地接收數(shù)據(jù)。接下來(lái)發(fā)出的out信號(hào)（4），開(kāi)始進(jìn)行第二次傳輸。緊跟其后的是數(shù)據(jù)包，這一次使用的是data0標(biāo)志。最后，設(shè)備通過(guò)傳送握手信息包中的ack標(biāo)志表示接收成功。 為什么要用到data0與data1兩種數(shù)據(jù)標(biāo)志呢？這是因?yàn)閡sb的設(shè)計(jì)者對(duì)待錯(cuò)誤的檢測(cè)非常嚴(yán)格。如前面提到的，ack握手信號(hào)是一個(gè)向主機(jī)報(bào)告外設(shè)無(wú)差錯(cuò)接收數(shù)據(jù)的信號(hào)（包中的crc位用于錯(cuò)誤檢測(cè)）。但是如果在傳輸過(guò)程中，握手信號(hào)本身出了錯(cuò)，那又該怎么辦呢？為了檢測(cè)這種錯(cuò)誤，在主機(jī)和外設(shè)雙方都保留了一個(gè)數(shù)據(jù)輪換位，它在數(shù)據(jù)信息包的傳送過(guò)程中輪流改變其狀態(tài)。內(nèi)部輪換位的狀態(tài)與隨數(shù)據(jù)到達(dá)的pid相比較，要么是data0，要么是data1。當(dāng)傳送數(shù)據(jù)時(shí)，主機(jī)或設(shè)備發(fā)出交替的data0-data1標(biāo)志。通過(guò)比較數(shù)據(jù)pid和內(nèi)部輪換位，主機(jī)或設(shè)備能夠檢測(cè)到一個(gè)出錯(cuò)的握手信號(hào)包。

setup令牌只針對(duì)控制傳輸。它是數(shù)據(jù)包中的前8個(gè)字節(jié)，通過(guò)這幾個(gè)字節(jié)外對(duì)主機(jī)的設(shè)備請(qǐng)求進(jìn)行解碼。 sof信號(hào)每ms發(fā)生1次，代表1個(gè)usb幀的開(kāi)始。 3個(gè)握手信號(hào)：ack、nak和stall。 *ack表示“成功”，即數(shù)據(jù)無(wú)誤接收。 *nak表示“忙，重發(fā)”。nak看上去好像表示“出錯(cuò)”，但其實(shí)不是。usb設(shè)備不響應(yīng)，