基于51單片機(jī)的USB鍵盤(pán)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)本科生畢業(yè)論文

1、本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題 目 基于51單片機(jī)的USB鍵盤(pán)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說(shuō)明原創(chuàng)性聲明本人重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是我個(gè)人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作與取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過(guò)的研究成果，也不包含我為獲得與其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過(guò)的材料。對(duì)本研究提供過(guò)幫助和做出過(guò)貢獻(xiàn)的個(gè)人或集體，均已在文中作了明確的說(shuō)明并表示了意。作 者 簽 名：日 期：指導(dǎo)教師簽名： 日期：使用授權(quán)說(shuō)明本人完全了解大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和

2、電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)?？梢圆捎糜坝?、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉咳?。作者簽名： 日 期：學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)的成果作品。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。作者簽名： 日期： 年 月 日學(xué)位論文使用授權(quán)書(shū)本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定

3、，同意學(xué)校保留并向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。作者簽名：日期： 年 月 日導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日注意事項(xiàng)1.設(shè)計(jì)（論文）的容包括：1）封面（按教務(wù)處制定的標(biāo)準(zhǔn)封面格式制作）2）原創(chuàng)性聲明3）中文摘要（300字左右）、關(guān)鍵詞4）外文摘要、關(guān)鍵詞5）目次頁(yè)（附件不統(tǒng)一編入）6）論文主體部分：引言（或緒論）、正文、結(jié)論7）參考文獻(xiàn)8）致9）附錄（對(duì)論文支持必要時(shí)）2.論文字?jǐn)?shù)要求：理工類設(shè)計(jì)（論文）正文字?jǐn)?shù)不少

4、于1萬(wàn)字（不包括圖紙、程序清單等），文科類論文正文字?jǐn)?shù)不少于1.2萬(wàn)字。3.附件包括：任務(wù)書(shū)、開(kāi)題報(bào)告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）。4.文字、圖表要求：1）文字通順，語(yǔ)言流暢，書(shū)寫(xiě)字跡工整，打印字體與大小符合要求，無(wú)錯(cuò)別字，不準(zhǔn)請(qǐng)他人代寫(xiě)2）工程設(shè)計(jì)類題目的圖紙，要求部分用尺規(guī)繪制，部分用計(jì)算機(jī)繪制，所有圖紙應(yīng)符合國(guó)家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)。圖表整潔，布局合理，文字注釋必須使用工程字書(shū)寫(xiě)，不準(zhǔn)用徒手畫(huà)3）畢業(yè)論文須用A4單面打印，論文50頁(yè)以上的雙面打印4）圖表應(yīng)繪制于無(wú)格子的頁(yè)面上5）軟件工程類課題應(yīng)有程序清單，并提供電子文檔5.裝訂順序1）設(shè)計(jì)（論文）2）附件：按照任務(wù)書(shū)、開(kāi)題報(bào)告、外文譯文、譯文原

5、文（復(fù)印件）次序裝訂3）其它摘 要 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷更新和多媒體技術(shù)的快速發(fā)展,傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)外設(shè)接口因?yàn)榇嬖谠S多缺點(diǎn)已經(jīng)不能適應(yīng)計(jì)算機(jī)的發(fā)展需要。比起傳統(tǒng)的AT，PS/2，串口，通用串行總線USB,具有速度快,使用方便靈活,易于擴(kuò)展,支持即插即用,成本低廉等一系列優(yōu)點(diǎn),得到了廣泛的應(yīng)用。本論文闡述了51系列單片機(jī)和USB的相關(guān)容，詳細(xì)介紹了系統(tǒng)的一些功能設(shè)計(jì)，包括硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)。在程序調(diào)試期間用簡(jiǎn)單的串口通信電路，通過(guò)串口調(diào)試助手掌握了USB指令的傳輸過(guò)程，這對(duì)整個(gè)方案的設(shè)計(jì)起到了很大的指導(dǎo)作用。論文以單片機(jī)最小系統(tǒng)配合模擬鍵盤(pán)組成的USB鍵盤(pán)硬件系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)D12芯片的學(xué)習(xí)與探索，在

6、其基本命令接口的支持下，結(jié)合硬件進(jìn)行相應(yīng)的固件程序設(shè)計(jì)，使其在USB協(xié)議下，實(shí)現(xiàn)USB模塊與PC的數(shù)據(jù)通信，完成USB鍵盤(pán)的功能模擬。總結(jié)論文研究工作有闡述USB總線的原理、對(duì)本設(shè)計(jì)的系統(tǒng)要求作出了分析、根據(jù)要求選定元件和具體編程方案、針對(duì)系統(tǒng)所要實(shí)現(xiàn)的功能對(duì)相關(guān)芯片作了詳細(xì)介紹以與在硬件部分設(shè)計(jì)了原理圖。關(guān)鍵詞：USB；D12；PCAbstractWith the rapid development of computer technology and multimedia technology constantly updated, traditional computer periphe

7、ral interface because there are many shortcomings have been unable to meet the development needs of the computer pared to traditional AT, PS / 2, serial, Universal Serial Bus USB, with fast, flexible and easy to use, easy to expand, support Plug and Play, a series of advantages, such as low cost, ha

8、s been widely used.This paper describes the 51 series and USB related content, detailing some of the features of the system design, including hardware and software design.During debugging a simple serial communication circuit, through the serial port debugging assistant master USB transfer instructi

9、ons, which designed the entire program has played a significant role in guiding.Thesis smallest single-chip system consisting of analog keyboard with a USB keyboard hardware system, by learning and exploration D12 chips, with the support of its basic command interface, in conjunction with the corres

10、ponding hardware firmware design, making it in the USB protocol, USB module data communication with the PC, the USB keyboard to complete the functional simulation. This paper summarizes research work has elaborated the principle of the USB bus, the system is designed to require the analysis, compone

11、nts and solutions based on the specific requirements of the selected programming for the system to achieve the function of the relevant chips are described in detail in the hardware part of the design as well as the principle of Figure.Keywords:USB；D12；PC50 / 58目 錄第一章緒 論11.1 PC接口簡(jiǎn)介11.2 USB 接口分析11.3

12、USB 器件的選擇1第二章系統(tǒng)分析32.1 USB總線簡(jiǎn)介32.2 USB技術(shù)指標(biāo)32.3 USB系統(tǒng)構(gòu)成4第3章系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)63.1 STC89C52單片機(jī)簡(jiǎn)介與最小系統(tǒng)63.1.1 單片機(jī)發(fā)展概況與發(fā)展方向63.1.2 單片機(jī)特點(diǎn)與結(jié)構(gòu)63.1.3 復(fù)位電路設(shè)計(jì)83.1.4 單片機(jī)最小系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)93.2 PDIUSBD12接口芯片設(shè)計(jì)93.2.1 USB接口芯片簡(jiǎn)介93.2.2 USB接口芯片引腳配置113.2.3 USB接口芯片硬件設(shè)計(jì)143.2.4 USB接口芯片端點(diǎn)描述143.2.5 USB接口芯片命令163.3 USB鍵盤(pán)硬件設(shè)計(jì)18第4章系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)194.1 固件編程的實(shí)現(xiàn)2

13、04.1.1 USB接口芯片工作流程圖204.1.2 PDIUSBD12命令接口-PDIUSBD12.C214.1.3 USB中斷服務(wù)程序-USBISR.C214.1.4 按鍵處理流程圖214.1.5 USB鍵盤(pán)處理程序-KEY.C224.1.6 USB主循環(huán)程序-MAIN.C234.2 實(shí)物演示25結(jié)束語(yǔ)27致28參考文獻(xiàn)29附錄A30附錄B37第一章緒 論1.1 PC接口簡(jiǎn)介PC中的接口有兩類：串行接口和并行接口。計(jì)算機(jī)部總線，如CPU與存儲(chǔ)器之間勻采用并行接口，這樣速度快；但外設(shè)卻以串行接口比較占優(yōu)勢(shì)。傳統(tǒng)的打印機(jī)接口為并行接口。SCSI標(biāo)準(zhǔn)的全名是小型設(shè)備通用接口標(biāo)準(zhǔn)，其傳輸速率為10

14、M，早期的掃描儀一般使用此接口，硬盤(pán)與主機(jī)的聯(lián)接也使用這種接口。串行接口出現(xiàn)最早，使用最廣的RS232接口，但其速度太慢，現(xiàn)在已經(jīng)逐漸被淘汰。USB接口和IEEE1394接口是兩種速度比較高的串行接口，還有局域網(wǎng)中的以太網(wǎng)接口，它們具有較廣闊的發(fā)展前景和應(yīng)用潛力。USB適用于低檔外設(shè)與主機(jī)之間的高速數(shù)據(jù)傳輸，USB1.1可以達(dá)到1.5Mbps或12Mbps的傳輸率，而1394更是可達(dá)100200400Mbps。USB2.0將速度定位在480Mbps，而IEEE1394也推出了1394b 1.3.1版草案，速度從800Mbps起步，最高可達(dá)3.2Gbps。局局域中用得最多的是以太網(wǎng)接口，速度可達(dá)

15、100Mbps，當(dāng)使用光纖傳輸時(shí)，速度可達(dá)1000Mbps。1.2 USB 接口分析通用串行總線(Universal Serial Bus USB），是一種快速、靈活的總線接口。與其它通信接口比較，USB接口的最大特點(diǎn)是易于使用。作為一種高速總線接口，USB適用于多種設(shè)備，如數(shù)碼相機(jī)、MP3播放機(jī)、高速數(shù)據(jù)采集設(shè)備等。易于使用還表現(xiàn)在USB接口支持熱插拔，并且所有的配置過(guò)程都由系統(tǒng)自動(dòng)完成，無(wú)需用戶干預(yù)。USB接口支持1.5Mb/s(低速)、12Mb/s(全速)和高達(dá)480Mb/s的數(shù)據(jù)傳輸速率，扣除用于總線狀態(tài)、控制和錯(cuò)誤監(jiān)測(cè)等的數(shù)據(jù)傳輸，USB的最論傳輸速率仍達(dá)1.2Mb/s或9.6Mb/

16、s，遠(yuǎn)高于一般的串行總線接口。USB接口芯片價(jià)格低廉，一個(gè)支持USB 1.1 規(guī)的USB接口芯片價(jià)格大多在人民幣1530元之間，這也大大促進(jìn)USB設(shè)備的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用。1.3 USB 器件的選擇在進(jìn)行一個(gè)USB設(shè)備開(kāi)發(fā)之前，首先要根據(jù)具體使用要求選擇合適的USB控制器。目前，市場(chǎng)上供應(yīng)的USB控制器主要有兩種：帶USB接口的單片機(jī)（MCU）或純粹的USB接口芯片。帶USB接口的單片機(jī)從應(yīng)用上又可以分成兩類，一類是從底層設(shè)計(jì)專用于USB控制的單片機(jī)另一類是增加了USB接口的普通單片機(jī)，如Cypress公司的EZUSB(基于8051），選擇這類USB控制器的最大好處在于開(kāi)發(fā)者對(duì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和指令集非常熟悉

17、，開(kāi)發(fā)工具簡(jiǎn)單，但對(duì)于簡(jiǎn)單或低成本系統(tǒng)。但價(jià)格因素也是在實(shí)際選擇過(guò)程中需要考慮的因素。純粹的USB 接口芯片僅處理USB通信，必須有一個(gè)外部微處理器來(lái)進(jìn)行協(xié)議處理和數(shù)據(jù)交換。典型產(chǎn)品有Philips公司的PDIUSBD11（I2C接口）、PDIUSBD12(并行接口），NS公司的USBN9603/9604(并行接口），NetChip公司的NET2888 等。USB接口芯片的主要特點(diǎn)是價(jià)格便宜、接口方便、可靠性高，尤其適合于產(chǎn)品的改型設(shè)計(jì)（硬件上僅需對(duì)并行總線和中斷進(jìn)行改動(dòng)，軟件則需要增加微處理器的USB中斷處理和數(shù)據(jù)交換程序、PC機(jī)的USB接口通信程序，無(wú)需對(duì)原有產(chǎn)品系統(tǒng)結(jié)構(gòu)作很大的改動(dòng)）。第

18、二章系統(tǒng)分析2.1USB總線簡(jiǎn)介USB是一種支持在USB主機(jī)和USB設(shè)備之間進(jìn)行串行數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ㄐ艆f(xié)議。主機(jī)作為總線的主叫方，采用兩種信令模式：全速模式12Mb/s和低速模1.5Mb/s。USB使用四種數(shù)據(jù)傳輸方式：控制傳輸（control）、中斷傳輸（interrupt）、批量傳輸（bulk）與等時(shí)傳輸（isochronous）。Intel公司開(kāi)發(fā)的通用串行總線架構(gòu)(USB)的目的主要基于以下三方面考慮：一、計(jì)算機(jī)與之間的連接顯然用計(jì)算機(jī)來(lái)進(jìn)行計(jì)算機(jī)通信將是下一代計(jì)算機(jī)基本的應(yīng)用。機(jī)器和人們的數(shù)據(jù)交互流動(dòng)需要一個(gè)廣泛而又便宜的連通網(wǎng)絡(luò)。然而，由于目前產(chǎn)業(yè)間的相互獨(dú)立發(fā)展,尚未建立統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),而

19、USB則可以廣泛的連接計(jì)算機(jī)和。二、易用性眾所周知，PC機(jī)的改裝是極不靈活的。對(duì)用戶友好的圖形化接口和一些軟硬件機(jī)制的結(jié)合，加上新一代總線結(jié)構(gòu)使得計(jì)算機(jī)的沖突大量減少，且易于改裝。但以終端用戶的眼光來(lái)看，PC機(jī)的輸入/輸出，如串行/并行端口、鍵盤(pán)、鼠標(biāo)、操縱桿接口等，均還沒(méi)有達(dá)到即插即用的特性，USB正是在這種情況下問(wèn)世的。三、端口擴(kuò)充外圍設(shè)備的添加總是被相當(dāng)有限的端口數(shù)目限制著。缺少一個(gè)雙向、價(jià)廉、與外設(shè)連接的中低速的總線，限制了外圍設(shè)備(如/電傳/調(diào)制解調(diào)器的適配器、掃描儀、鍵盤(pán)、PDA)的開(kāi)發(fā)?，F(xiàn)有的連接只可對(duì)極少設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化，對(duì)于PC機(jī)的新的功能部件的添加需定義一個(gè)新的接口來(lái)滿足上述需

20、要，USB就應(yīng)運(yùn)而生。它是快速、雙向、同步、動(dòng)態(tài)連接且價(jià)格低廉的串行接口，可以滿足PC機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀和未來(lái)需要。碼主要存儲(chǔ)在單片機(jī)中，通過(guò)單片機(jī)中的軟件代碼運(yùn)行后，通過(guò)各個(gè)管腳的控制外圍輔助電路的運(yùn)行以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的功能。復(fù)位電路是保證系統(tǒng)安全運(yùn)行的基礎(chǔ)，由于單片機(jī)的運(yùn)行環(huán)境無(wú)法確定，無(wú)法保證單片機(jī)在長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行過(guò)程中能夠一直保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性，復(fù)位電路就是在單片機(jī)無(wú)常運(yùn)行后，軟復(fù)位無(wú)法進(jìn)行復(fù)位的情況下，能夠保證系統(tǒng)能夠重新啟動(dòng)2.2USB技術(shù)指標(biāo)USB最大的特點(diǎn)是支持熱插拔（Hot plug）和即插即用 (Plug&Play)。當(dāng)設(shè)備插入時(shí)，主機(jī)枚舉（enumerate）此設(shè)備并加載所需的驅(qū)

21、動(dòng)程序，因此使用遠(yuǎn)比PCI和ISA總線方便 。目前USB支持3種數(shù)據(jù)信號(hào)速率，USB設(shè)備應(yīng)該在其外殼或者有時(shí)是自身上正確標(biāo)明其使用的速率。（1）1.5 Mbit/s (183 KByte/s) 的低速速率，主要用于人機(jī)接口設(shè)備（Human Interface Devices ，HID）例如鍵盤(pán)、鼠標(biāo)、游戲桿。（2）12 Mbit/s (1.4 MByte/s)的全速速率，在USB 2.0之前是曾經(jīng)是最高速率，后起的更高速率的高速接口應(yīng)該兼容全速速率。多個(gè)全速設(shè)備間可以按照先到先得法則劃分帶寬，使用多個(gè)等時(shí)設(shè)備時(shí)會(huì)超過(guò)帶寬上限也并不罕見(jiàn)。所有的USB Hub支持全速速率。（3）480 Mbit/

22、s (57 MByte/s)的高速速率。并非所有的USB 2.0設(shè)備都是高速的。高速設(shè)備插入全速hub時(shí)應(yīng)該與全速兼容，而高速hub具有所謂Transaction Translator(事務(wù)翻譯器)功能，能夠隔離全速、低速設(shè)備與高速之間數(shù)據(jù)流，但是不會(huì)影響供電和串聯(lián)深度。2.3 USB系統(tǒng)構(gòu)成USB系統(tǒng)主要由三部分組成，即宿主（host），USB設(shè)備（device）和USB連接。一、USB宿主USB宿主（host）是一個(gè)帶有USB主控制器的PC機(jī)或者嵌入式系統(tǒng)，在USB系統(tǒng)中只有一個(gè)宿主，它是USB系統(tǒng)的主控者。USB宿主主要用于產(chǎn)生并且管理控制信號(hào)和數(shù)據(jù)流，檢測(cè)并處理總線上的各種活動(dòng)的狀態(tài)，

23、并為總線上的USB設(shè)備提供能源。USB宿主存在于主機(jī)系統(tǒng)中，它包括硬件，軟件部分。其中，硬件部分指的是USB宿主控制器，一般集成在主板上，受USB系統(tǒng)軟件的控制。軟件部分分為三部分，分別是：1. USB設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序（USB Device Drivers）通過(guò)I/O請(qǐng)求包發(fā)出給USB設(shè)備的請(qǐng)求，而這些I/O請(qǐng)求包則完成對(duì)目標(biāo)設(shè)備傳輸?shù)脑O(shè)置。2. USB驅(qū)動(dòng)程序（USB Driver）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(qǐng)求發(fā)生時(shí)組織數(shù)據(jù)傳輸。3. 主控制器驅(qū)動(dòng)程序（Host Controller Driver）完成對(duì)USB交換的調(diào)度，并通過(guò)根集線器或其它的集線器完

24、成對(duì)交換的初始化。二、USB設(shè)備USB設(shè)備用于完成特定的功能，它具有極強(qiáng)的擴(kuò)充性，能以一種星型+級(jí)聯(lián)的方式連接起來(lái)，USB宿主可以根據(jù)USB設(shè)備的動(dòng)態(tài)增減，對(duì)其進(jìn)行動(dòng)態(tài)配置。USB設(shè)備是實(shí)現(xiàn)某種具體功能的硬件設(shè)備，如鍵盤(pán)，鼠標(biāo)和攝像頭等。USB功能器件作為USB外設(shè)，它必須保持和USB協(xié)議的完全兼容，并可以響應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的USB操作。同樣，用于表明自己身份的“BIOS”系統(tǒng)對(duì)于USB外設(shè)也是必不可少的，這在USB外設(shè)上被稱為協(xié)議層。在物理機(jī)制上，一個(gè)USB外設(shè)可以由四部分構(gòu)成：（1）用于實(shí)現(xiàn)和USB協(xié)議兼容的SIE部分。（2）用于存特征字，存儲(chǔ)實(shí)現(xiàn)外設(shè)特殊功能程序與廠家信息的協(xié)議ROM（3）用于實(shí)現(xiàn)

25、外設(shè)功能的傳感器與對(duì)資料進(jìn)行簡(jiǎn)單處理的DSP部分（4）將外設(shè)連接到主機(jī)或USB Hub的接口部分。根據(jù)傳輸率的不同，USB功能器件被分為高速和低速兩種。低速外設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)傳輸率為1.5Mbps，而高速外設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)傳輸率為12Mbps。例如鼠標(biāo)，鍵盤(pán)等交互式設(shè)備就是低速設(shè)備運(yùn)行，而打印機(jī)，掃描儀就使用全速設(shè)備模式運(yùn)行。三、USB連接（數(shù)據(jù)流）USB連接實(shí)際上是指USB器件和USB主機(jī)連接并進(jìn)行通信的方法，它可以將存在于USB主機(jī)和USB設(shè)備之間的USB數(shù)據(jù)傳輸模型描述為一個(gè)管道（pipe），管道只是一個(gè)邏輯上的概念。USB系統(tǒng)軟件通過(guò)缺省管道(與端點(diǎn)0相對(duì)應(yīng))管理設(shè)備，設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序通過(guò)其它的管道來(lái)管理

26、設(shè)備的功能接口。實(shí)際的數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程是：設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序通過(guò)對(duì)USBD接口(USB driver interface)的調(diào)用發(fā)出輸入輸出請(qǐng)求(IRP I/O Request Packet)， USB驅(qū)動(dòng)程序接到請(qǐng)求后調(diào)用HCD接口(host controller driver interface)將IRP轉(zhuǎn)化為USB的傳輸(transfer)，一個(gè)IRP可以包含一個(gè)或多個(gè)USB傳輸，然后HCD將USB傳輸分解為總線操作(transaction)，由主控制器以包(packet)的形式發(fā)出。需要注意的是所有的數(shù)據(jù)傳輸都是由主機(jī)開(kāi)始的，任何外設(shè)都無(wú)權(quán)開(kāi)始一個(gè)傳輸。IRP是由操作系統(tǒng)定義的，而USB傳輸與總

27、線操作是USB規(guī)定義的。USB總線將1ms定義為一幀，每幀以一個(gè)SOF包為起始，在這1ms里USB進(jìn)行一系列的總線操作，引入幀的概念主要是為了支持與時(shí)間有關(guān)的總線操作。為了滿足不同外設(shè)和用戶的要求 USB 提供了四種傳輸方式：控制傳輸，同步傳輸，中斷傳輸，批傳輸。它們?cè)跀?shù)據(jù)格式，傳輸方向，數(shù)據(jù)包容量限制，總線訪問(wèn)限制等方面有著各自不同的特征。 第3章系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)3.1STC89C52單片機(jī)簡(jiǎn)介與最小系統(tǒng)隨著電子技術(shù)的迅速發(fā)展，特別是隨著大規(guī)模集成電路產(chǎn)生而出現(xiàn)的微型計(jì)算機(jī)，給人類生活帶來(lái)了根本性的改變。單片微型計(jì)算機(jī)簡(jiǎn)稱單片機(jī)。它是把組成微型計(jì)算機(jī)的各功能部件像中央處理器CPU、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器

28、RAM、只讀存儲(chǔ)器ROM、I/O接口電路、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器以與串行通訊接口等部件制作在一塊集成芯片中，構(gòu)成一個(gè)完整的微型計(jì)算機(jī)。由于它的結(jié)構(gòu)與指令功能都是按照工業(yè)控制要求設(shè)計(jì)的，故又叫單片微控制器。3.1.1 單片機(jī)發(fā)展概況與發(fā)展方向 單片機(jī)的出現(xiàn)使現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)研究得到了質(zhì)的飛躍，可以毫不夸地說(shuō)，它給現(xiàn)代工業(yè)領(lǐng)域帶來(lái)了一次新的技術(shù)革命。目前，單片機(jī)以其高可靠性、高性能價(jià)格比，在工業(yè)控制系統(tǒng)、智能化儀器儀表、辦公自動(dòng)化、日常生活用品等諸多領(lǐng)域得到極為廣泛的應(yīng)用。由于單片機(jī)技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域正得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，世界上許多集成電路生產(chǎn)廠家相繼推出了各種類型的單片機(jī)。早期單片機(jī)大多結(jié)構(gòu)體系，指令復(fù)雜，指

29、令代碼、周期數(shù)不統(tǒng)一、指令運(yùn)行很難實(shí)現(xiàn)流水線操作，大大阻礙了運(yùn)行速度的提高。雖然單片機(jī)對(duì)運(yùn)行速度要求遠(yuǎn)不如通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)或數(shù)字信號(hào)處理對(duì)指令運(yùn)行速度的要求，但速度的提高會(huì)帶來(lái)許多好處，并拓寬單片機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域。一方面可獲得很高的指令運(yùn)行速度，另方面，在一樣的運(yùn)行速度下，可大大降低時(shí)鐘頻率，有利于獲得良好的電磁兼容效果。專用單片機(jī)是專門針對(duì)某一類產(chǎn)品系統(tǒng)要求而設(shè)計(jì)的。使用專用單片機(jī)可最大限度地簡(jiǎn)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，使資源利用效率最高。在大批量使用時(shí)有可觀的經(jīng)濟(jì)效益和可靠性效益。專用單片機(jī)發(fā)展的基礎(chǔ)是半導(dǎo)體集成工藝和微電子設(shè)計(jì)技術(shù)。采用模塊化標(biāo)準(zhǔn)單元的快速設(shè)計(jì)與快速半導(dǎo)體集成工藝，將加速專用單片機(jī)的發(fā)展。3.

30、1.2 單片機(jī)特點(diǎn)與結(jié)構(gòu) 本系統(tǒng)采用STC89C52單片機(jī)，它是一種低電壓、低功耗、高性能微控制器，具有 8K 字節(jié)可編程可擦出只讀存儲(chǔ)器。使得STC89C52為眾多控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。它與MCS51指令系統(tǒng)兼容。STC89C52是一個(gè)功能強(qiáng)大的單片機(jī)，但它只有40個(gè)引腳，其中P1是一個(gè)完整的8位雙向I/O口,此外，從STC89C52部結(jié)構(gòu)圖也可看出，其部結(jié)構(gòu)與8051部結(jié)構(gòu)基本一致，引腳RST、XTAL1、XTAL2的特性和外部連接電路也完全與51系列單片機(jī)相應(yīng)引腳一致.如圖3.1所示。1 402 393 384 375 366 357 348 339 3210 311

31、1 3012 2913 2814 2715 2616 2517 2418 2319 2220 21VCCP0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7EA/VppALE/PROGPSENP2.7P2.6P2.5P2.4P2.3P2.2P2.1P2.0 P1.0 P1.1 P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7RST(RXD) P3.0(TXD) P3.1(INT0) P3.2(INT1) P3.3(T0) P3.4(T1) P3.5(WR) P3.6(RD)P3.7XTAL1XTAL2GND圖3.1單片機(jī)引腳圖引腳功能說(shuō)明如下：VCC：供電電源。GND：電路地。P0

32、口（P0.0P0.7）：為雙向8位IO端口。當(dāng)作為IO口使用時(shí)，可直接連接外部IO口設(shè)備，由于部沒(méi)有上拉電阻，故要接上拉電阻。它是地址總線低8位與數(shù)據(jù)總線分時(shí)復(fù)用口，可以驅(qū)動(dòng)8個(gè)TTL負(fù)載。一般作為擴(kuò)展時(shí)的地址數(shù)據(jù)總線口使用。當(dāng)P0口作為地址/數(shù)據(jù)復(fù)用時(shí)不用接上拉電阻。P1口（P1.0P1.7）：為8位準(zhǔn)雙向IO口，它的每一位都可以分別定義為輸入線或輸出線（作為輸入時(shí)，口鎖存器必須置1），可以驅(qū)動(dòng)4個(gè)TTL負(fù)載。P2口（P2.0P2.7）：為8位準(zhǔn)雙向IO口，當(dāng)作為IO口使用時(shí)，可直接連接外部IO設(shè)備，可驅(qū)動(dòng)4個(gè)TTL負(fù)載。一般作為擴(kuò)展時(shí)地址總線的高8位復(fù)用口。P3口（P3.03.7）：為8位

33、準(zhǔn)雙向IO口，可驅(qū)動(dòng)4個(gè)TTL負(fù)載，是雙功能復(fù)用口，它的另一功能如表所示。RST：復(fù)位輸入。RST一旦變成高電平，所有的I/O引腳就復(fù)位到“1”。當(dāng)振蕩器正在運(yùn)行時(shí)，持續(xù)給出RST引腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平便可完成復(fù)位。每一個(gè)機(jī)器周期需12個(gè)振蕩器或時(shí)鐘周期。復(fù)位后應(yīng)使此引腳電平為<0.5V的低電平，以保證單片機(jī)的正常工作。 XTAL1：作為振蕩器反相放大器的輸入和部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入。 XTAL2：作為振蕩器反相放大器的輸出。此外，從STC89C52部結(jié)構(gòu)圖也可看出，其部結(jié)構(gòu)與8051單片機(jī)部結(jié)構(gòu)基本一致，引腳RST、XTAL1、XTAL2的特性和外部連接電路也完全與51系列單片機(jī)相應(yīng)引腳

34、一致。3.1.3 復(fù)位電路設(shè)計(jì)在上電或復(fù)位過(guò)程中控制CPU的復(fù)位狀態(tài)，這段時(shí)間讓CPU保持復(fù)位狀態(tài)，而不是一上電或剛復(fù)位完畢就工作，防止CPU發(fā)出錯(cuò)誤的指令，執(zhí)行錯(cuò)誤操作，也可以提高電磁兼容性能。無(wú)論使用哪種類型的單片機(jī),總要涉與到單片機(jī)復(fù)位電路的設(shè)計(jì)。而單片機(jī)復(fù)位電路設(shè)計(jì)的好壞,直接影響到整個(gè)系統(tǒng)工作的可靠性。許多用戶在設(shè)計(jì)完單片機(jī)系統(tǒng),并在實(shí)驗(yàn)室調(diào)試成功后,在現(xiàn)場(chǎng)卻出現(xiàn)了“死機(jī)”、“程序走飛”等現(xiàn)象,這主要是單片機(jī)的復(fù)位電路設(shè)計(jì)不可靠引起的。單片機(jī)在啟動(dòng)時(shí)都需要復(fù)位，以使CPU與系統(tǒng)各部件處于確定的初始狀態(tài)，并從初態(tài)開(kāi)始工作。51系列單片機(jī)的復(fù)位信號(hào)是從RST引腳輸入到芯片的觸發(fā)器中的。當(dāng)

35、系統(tǒng)處于正常工作狀態(tài)時(shí)，且振蕩器穩(wěn)定后，如果RST引腳上有一個(gè)高電平并維持2個(gè)機(jī)器周期(24個(gè)振蕩周期)以上，則CPU就可以響應(yīng)并將系統(tǒng)復(fù)位。單片機(jī)系統(tǒng)的復(fù)位方式有：手動(dòng)按鈕復(fù)位和上電復(fù)位，如圖3.2圖3.3所示。C31uF10kVCCRESETVCCRSTGNDVCCSTC89C521uF10k圖3.2手動(dòng)按鈕復(fù)位電路圖3.3上電復(fù)位電路 上電復(fù)位：STC89C52的上電復(fù)位電路如圖所示，RST引腳是復(fù)位信號(hào)的輸入端，在RST復(fù)位輸入引腳上接一電容至Vcc端，下接一個(gè)電阻到地即可。只要高電平的復(fù)位信號(hào)持續(xù)兩個(gè)機(jī)器周期以上的有效時(shí)間，就可以使單片機(jī)上電復(fù)位。上電復(fù)位的工作過(guò)程是在加電時(shí)，復(fù)位電

36、路通過(guò)電容加給RST端一個(gè)短暫的高電平信號(hào)，RST端電位與Vcc一樣，此高電平信號(hào)隨著Vcc對(duì)電容的充電過(guò)程而逐漸回落，即RST端的高電平持續(xù)時(shí)間取決于電容的充電時(shí)間。為了保證系統(tǒng)能夠可靠地復(fù)位，RST端的高電平信號(hào)必須維持足夠長(zhǎng)的時(shí)間。上電時(shí)，Vcc的上升時(shí)間約為10ms，在圖2的復(fù)位電路中，當(dāng)Vcc掉電時(shí)，必然會(huì)使RST端電壓迅速下降到0V以下，但是，由于部電路的限制作用，這個(gè)負(fù)電壓將不會(huì)對(duì)器件產(chǎn)生損害。另外，在復(fù)位期間，端口引腳處于隨機(jī)狀態(tài)，復(fù)位后，系統(tǒng)將端口置為全“l(fā)”態(tài)。如果系統(tǒng)在上電時(shí)得不到有效的復(fù)位，則程序計(jì)數(shù)器PC將得不到一個(gè)合適的初值，因此，CPU可能會(huì)從一個(gè)未被定義的位置開(kāi)

37、始執(zhí)行程序。 手動(dòng)按鈕復(fù)位：手動(dòng)按鈕復(fù)位需要人為在復(fù)位輸入端RST上加入高電平（如圖所示）。一般采用的辦法是在RST端和正電源Vcc之間接一個(gè)按鈕。當(dāng)人為按下按鈕時(shí)，則Vcc的+5V電平就會(huì)直接加到RST端。手動(dòng)按鈕復(fù)位的電路如所示。由于人的動(dòng)作再快也會(huì)使按鈕保持接通達(dá)數(shù)十毫秒，所以，完全能夠滿足復(fù)位的要求。3.1.4 單片機(jī)最小系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)圖3.4單片機(jī)最小系統(tǒng)硬件原理圖3.2 PDIUSBD12接口芯片設(shè)計(jì)3.2.1 USB接口芯片簡(jiǎn)介 用于USB設(shè)備開(kāi)發(fā)的芯片通常有兩種：一種是帶USB接口的微控制器，另一種是純粹的USB接口芯片，需要外部微控制器（MCU）控制。PHILIPS公司的PDI

38、USBD12芯片屬于后者。本文對(duì)此芯片的應(yīng)用作了具體設(shè)計(jì)，以PDIUSBD12為接口芯片，以STC89C52為微控制器，完成了USB接口電路的設(shè)計(jì)。PDIUSBD12是一款性價(jià)比很高的USB器件，它通常用作微控制器系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)與微控制器進(jìn)行通信的高速通用并行接口，它還支持本地的 DMA傳輸。這種實(shí)現(xiàn)USB接口的標(biāo)準(zhǔn)組件使得設(shè)計(jì)者可以在各種不同類型微控制器中選擇出最合適的微控制器。這種靈活性減小了開(kāi)發(fā)的時(shí)間，風(fēng)險(xiǎn)以與費(fèi)用，通過(guò)使用已有的結(jié)構(gòu)和減少固件上的投資，從而用最快捷的方法實(shí)現(xiàn)最經(jīng)濟(jì)的USB外設(shè)的解決方案。 PDIUSBD12完全符合USB1.1版的規(guī)，它還符合大多數(shù)器件的分類規(guī)格：成像類，海

39、量存儲(chǔ)器件，通信器件，打印設(shè)備以與人機(jī)接口設(shè)備。同樣地 PDIUSBD12 理想地適用于許多外設(shè)。PDIUSBD12的 技術(shù)可提供良好的USB連接指示。在枚舉中LED指示根據(jù)通信的狀況間歇閃爍。當(dāng)PDIUSBD12成功地枚舉和配置后LED指示將一直點(diǎn)亮，隨后與PDIUSBD12 之間成功的傳輸（帶應(yīng)答）將關(guān)閉LED，處于掛起狀態(tài)時(shí)，LED 將會(huì)關(guān)閉。 該特性為USB 器件,集線器和USB通信狀態(tài)提供了用戶友好的指示。作為一個(gè)診斷工具，它對(duì)隔離故障的設(shè)備是很有用的。從系統(tǒng)測(cè)試中也可以看見(jiàn)該指示LED間歇閃爍，很好的驗(yàn)證了這一特性。PDIUSBD12部包括模擬收發(fā)器、電壓調(diào)整器、PLL、 Phil

40、ips串行接口引擎（PSIE）等。1、模擬收發(fā)器：集成的收發(fā)器接口可通過(guò)終端電阻直接與 USB 電纜相連。 2、電壓調(diào)整器：片集成了一個(gè) 3.3V 的調(diào)整器用于模擬收發(fā)器的供電，該電壓還作為輸出連接到外部 1.5k的上拉電阻，可選擇 PDIUSBD12提供的帶 1.5k部上拉電阻的軟件連接技術(shù)。 3、PLL：片集成了6M到48M時(shí)鐘乘法PLL，這樣就可使用低成本的6M晶振，EMI也隨之降低。PLL的工作不需要外部元件。 4、位時(shí)鐘恢復(fù)：位時(shí)鐘恢復(fù)電路使用4X過(guò)采樣規(guī)則，從進(jìn)入的USB數(shù)據(jù)流中恢復(fù)時(shí)鐘，它能跟蹤 USB 規(guī)定圍的抖動(dòng)和頻漂。 5、Philips 串行接口引擎（PSIE）：Phil

41、ips SIE實(shí)現(xiàn)了全部的USB協(xié)議層，完全由硬件實(shí)現(xiàn)而不需要固件的參與。該模塊的功能包括：同步模式的識(shí)別，并行/串行轉(zhuǎn)換，位填充/解除填充，CRC校驗(yàn)/產(chǎn)生，PID校驗(yàn)/產(chǎn)生，地址識(shí)別和握手評(píng)估/產(chǎn)生。 6、 ：與 USB 的連接是通過(guò)1.5k上拉電阻將D+（用于高速USB器件）置為高實(shí)現(xiàn)的。1.5k上拉電阻集成在PDIUSBD12 片，默認(rèn)狀態(tài)下不與 VCC 相連。連接的建立通過(guò)外部/系統(tǒng)微控制器發(fā)送命令來(lái)實(shí)現(xiàn)。這就允許系統(tǒng)微控制器在決定與 USB 建立連接之前完成初始化時(shí)序。USB總線連接可以重新初始化而不需要拔出電纜。 PDIUSBD12在連接可以建立之前會(huì)檢測(cè)USB VBUS是否可用

42、。VBUS可通過(guò) EOT_N 管腳進(jìn)行檢測(cè)。具體參閱管腳描述一節(jié)。需要注意的是，部電阻的誤差(25%)大于USB規(guī)格的5% .但用于連接的VSE 電壓規(guī)格仍然有足夠的余量。 是Philips半導(dǎo)體一項(xiàng)尚未獲批準(zhǔn)的專利技術(shù)。 7、 ：技術(shù)可提供良好的USB連接指示。在枚舉中LED指示根據(jù)通信的狀況間歇閃爍。當(dāng)PDIUSBD12成功地枚舉和配置后LED指示將一直點(diǎn)亮，隨后與PDIUSBD12 之間成功的傳輸（帶應(yīng)答）將關(guān)閉LED，處于掛起狀態(tài)時(shí)，LED 將會(huì)關(guān)閉。 該特性為USB 器件,集線器和USB通信狀態(tài)提供了用戶友好的指示。作為一個(gè)診斷工具，它對(duì)隔離故障的設(shè)備是很有用的。該特性降低了現(xiàn)場(chǎng)支持

43、和熱線的成本。 8、存儲(chǔ)器管理單元（MMU）和集成（RAM）：以 12M/s的速率傳輸并與微控制器并口相連時(shí)，MMU和集成RAM作為USB 之間速度差異的緩沖區(qū)。這就允許微控制器以自己的速率對(duì)USB信息包進(jìn)行讀寫(xiě)。9、并行和 DMA接口：一個(gè)普通的并行接口定義成易于使用，快速而且可以與主流的微控制器直接接口。對(duì)一個(gè)微控制器而言，PDIUSBD12看起來(lái)就象一個(gè)帶8位數(shù)據(jù)總線和一個(gè)地址位，占用2個(gè)位置的存儲(chǔ)器件。PDIUSBD12支持多路復(fù)用和非復(fù)用的地址和數(shù)據(jù)總線，還支持主端點(diǎn)與本地共享RAM之間直接讀取的 DMA傳輸。支持單周期和突發(fā)模式的DMA傳輸。3.2.2 USB接口芯片引腳配置PDI

44、USBD12芯片采用TSSOP28塑料極小型封裝，一共28個(gè)引腳，本體寬度為4.4mm。圖3.5芯片引腳配置下面對(duì)其引腳和命令字作具體說(shuō)明。表3.6 PDIUSBD12芯片引腳說(shuō)明管腳符號(hào)類型描述1DATA<0>IO2雙向數(shù)據(jù)位02DATA<1>IO2雙向數(shù)據(jù)位13DATA<2>IO2雙向數(shù)據(jù)位24DATA<3>IO2雙向數(shù)據(jù)位35GNDP地6DATA<4>IO2雙向數(shù)據(jù)位47DATA<5>IO2雙向數(shù)據(jù)位58DATA<6>IO2雙向數(shù)據(jù)位69DATA<7>IO2雙向數(shù)據(jù)位710ALEI在多路地址/

45、數(shù)據(jù)總線中，下降沿關(guān)閉地址信息鎖存。將其固定為低電平用于單地址/數(shù)據(jù)總線配置11CS_NI片選（低有效）12SUSPENDI,OD4器件處于掛起狀態(tài)13CLKOUTO2可編程時(shí)鐘輸出14INT_NOD4中斷（低有效）15RD_NI讀選通（低有效）16WR_NI寫(xiě)選通（低有效）17DMREQO4DMA請(qǐng)求18DMACK_NIDMA應(yīng)答（低有效）19EOT_NIDMA傳輸結(jié)束（低有效）。EOT_N僅當(dāng)DMACK_N和RD_N或WR_N一起激活才有效20RESET_NI復(fù)位（低有效且不同步）。片上電復(fù)位電路，該管腳可固定接VCC21GL_NOD8GoodLinkLED指示器（低有效）22XTAL1I

46、晶振連接端1（6MHz）23XTAL2O晶振連接端2（6MHz）。如果采用外部時(shí)鐘信號(hào)取代晶振，可連接X(jué)TAL1,XTAL2應(yīng)當(dāng)懸空24VCCP電源電壓（4.0V-5.5V）,要使器件工作在3.3V，對(duì)VCC和腳都提供3.3V25D+AUSB D-數(shù)據(jù)線26D-AUSB D+數(shù)據(jù)線27P3.3V調(diào)整輸出。要使器件工作在3.3V，對(duì)VCC和腳都提供3.3V28A0I地址位。A0=1選擇命令指令，A0=0選擇數(shù)據(jù)。該位在多路地址/數(shù)據(jù)總線配置時(shí)應(yīng)接高電平隨著科技的發(fā)展，芯片集成度越來(lái)越高，封裝也變得越來(lái)越小，PDIUSBD12芯片不是采用標(biāo)準(zhǔn)DIP直插的引腳，因而需要有一個(gè)SOP轉(zhuǎn)DIP的轉(zhuǎn)接板，

47、這樣方便采用電路板設(shè)計(jì)硬件電路，同時(shí)也方便程序下載完成后系統(tǒng)的調(diào)試。即使有了轉(zhuǎn)接板，采用貼片封裝的PDIUSBD12芯片也需要手工焊接在轉(zhuǎn)接板上，這一點(diǎn)需要特別注意，不能長(zhǎng)時(shí)間焊接，以免芯片過(guò)熱以致?lián)p壞。PDIUSBD12與一般需要提供時(shí)鐘信號(hào)的芯片不同，該芯片需要標(biāo)準(zhǔn)的6MHz的時(shí)鐘信號(hào)，因而采用晶振的時(shí)候需要特別注意，不能隨意選擇，這一點(diǎn)與51系列單片機(jī)能有選擇的采用晶振的情況不同。芯片部有各個(gè)寄存器，根據(jù)寄存器相關(guān)命令編寫(xiě)C語(yǔ)言程序（可以采用由局部到整體的方法），這樣對(duì)USB傳輸協(xié)議的認(rèn)識(shí)更清楚，程序流程也容易理解，脈絡(luò)清晰。在程序中，Main函數(shù)作為程序設(shè)備Reset時(shí)的程序入口，調(diào)用

48、了一些初始化設(shè)備的函數(shù)，比如各種寄存器如中斷寄存器，定時(shí)器，計(jì)數(shù)器等，初始化D12芯片并完成連接等工作，然后程序進(jìn)入循環(huán)等待階段，等待著中斷的發(fā)生。由于沒(méi)有采用PCB制板，手工焊接要十分注意電源干擾的問(wèn)題，電源和地之間要加上濾波電容。USB接口芯片與單片機(jī)之間的引線要盡量短，本設(shè)計(jì)采用并行傳輸，數(shù)據(jù)傳輸占用了8個(gè)IO口，個(gè)引腳連線要盡量平行，避免交叉，以免信號(hào)線相互干擾，造成數(shù)據(jù)傳輸不爭(zhēng)取或者USB總線不能正常復(fù)位。PDIUSBD12芯片的GoodLinkLED指示器短接普通發(fā)光二極管時(shí)，要注意連接限流電阻，不能超過(guò)該芯片的輸入電流額定值，否則可能造成芯片工作不正常，并且與電腦或者其他USB

49、Host 芯片不能正常建立連接。對(duì)該芯片的各個(gè)管腳和具體功能建立了一定認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上，就能順利完成各部分硬件電路的設(shè)計(jì)和軟件功能調(diào)試。3.2.3 USB接口芯片硬件設(shè)計(jì)圖3.7 PDIUSBD12接口原理圖3.2.4 USB接口芯片端點(diǎn)描述PDIUSBD12 的端點(diǎn)適用于不同類型的設(shè)備,例如圖像 打印機(jī) 海量存儲(chǔ)器和通信設(shè)備端點(diǎn)可通過(guò)Set Mode 命令配置為 4 種不同的模式，分別為：表3.8 端點(diǎn)模式模式 0Non-ISO 模式非同步傳輸 模式 1ISO-OUT模式同步輸出傳輸 模式 2ISO-IN 模式同步輸入傳輸 模式 3ISO-IO 模式同步輸入輸出傳輸4種模式具體說(shuō)明見(jiàn)下表：表3.

50、9 模式0（非同步模式）端點(diǎn)數(shù)端點(diǎn)索引傳輸類型端點(diǎn)類型方向最大信息包規(guī)格（字節(jié)）001控制輸出控制輸入默認(rèn)默認(rèn)輸出輸入1616123普通輸出普通輸入普通普通輸出輸入1616245普通輸出普通輸入普通普通輸出輸入表3.3 模式1（同步輸出模式）端點(diǎn)數(shù)端點(diǎn)索引傳輸類型端點(diǎn)類型方向最大信息包規(guī)格（字節(jié)）001控制輸出控制輸入默認(rèn)默認(rèn)輸出輸入1616123普通輸出普通輸入普通普通輸出輸入161624同步輸出同步輸出表3.4 模式2（同步輸入模式）端點(diǎn)數(shù)端點(diǎn)索引傳輸類型端點(diǎn)類型方向最大信息包規(guī)格（字節(jié)）001控制輸出控制輸入默認(rèn)默認(rèn)輸出輸入1616123普通輸出普通輸入普通普通輸出輸入161624同步輸

51、入同步輸入表3.5 模式3（同步輸入/輸出模式）端點(diǎn)數(shù)端點(diǎn)索引傳輸類型端點(diǎn)類型方向最大信息包規(guī)格（字節(jié)）001控制輸出控制輸入默認(rèn)默認(rèn)輸出輸入1616123普通輸出普通輸入普通普通輸出輸入1616245同步輸出同步輸入同步同步輸出輸入表格說(shuō)明：主端點(diǎn)(端點(diǎn)2)在有些方面是比較特別的,它是進(jìn)行吞吐大數(shù)據(jù)的主要端點(diǎn),同樣地它執(zhí)行主機(jī)的特性以減輕傳輸大數(shù)據(jù)的任務(wù): 1、雙緩沖，允許USB與本地CPU之間的并行讀寫(xiě)操作，這樣就增加了數(shù)據(jù)的吞吐量緩沖區(qū)切換是自動(dòng)處理的，這導(dǎo)致了透明的緩沖區(qū)操作。 2、支持DMA（直接存儲(chǔ)器訪問(wèn)）操作，可以和對(duì)其它端點(diǎn)的正常 I/O 操作交叉進(jìn)行。 3、DMA操作中的自動(dòng)

52、指針處理。在跨過(guò)緩沖區(qū)邊界時(shí)不需要本地CPU的干預(yù)。 4、可配置為同步傳輸或非同步（批量和中斷）傳輸。3.2.5 USB接口芯片命令系對(duì)一個(gè)具體的USB接口芯片，需要根據(jù)其相關(guān)寄存器或者命令字來(lái)驅(qū)動(dòng)。下表指出了PDIUSBD12芯片的命令字：表3.10 PDIUSBD12命令字說(shuō)明命令名接受者編碼數(shù)據(jù)初始化命令設(shè)置地址/使能器件D0H寫(xiě)1字節(jié)設(shè)置端點(diǎn)使能器件D8H寫(xiě)1字節(jié)設(shè)置模式器件F3H寫(xiě)2字節(jié)設(shè)置DMA器件FBH寫(xiě)/讀1字節(jié)數(shù)據(jù)流命令讀中斷寄存器器件F4H讀2字節(jié)選擇端點(diǎn)控制輸出00H讀1字節(jié)（可選）控制輸入01H讀1字節(jié)（可選）端點(diǎn)1輸出02H讀1字節(jié)（可選）端點(diǎn)1輸入03H讀1字節(jié)（可選）端點(diǎn)2輸出04H讀1字節(jié)（可選）端點(diǎn)2輸入05H讀1字節(jié)（可選）讀最后處理狀態(tài)控制輸出40H讀1字節(jié)控制輸入41H讀1字節(jié)端點(diǎn)1輸出42H讀1字節(jié)端點(diǎn)1輸入43H讀1字節(jié)端點(diǎn)2輸出44H讀1字節(jié)端點(diǎn)2輸入45H讀1字節(jié)讀緩沖區(qū)選擇的端點(diǎn)F0H讀N字節(jié)寫(xiě)緩沖區(qū)選擇的端點(diǎn)F0H寫(xiě)N字節(jié)設(shè)置端點(diǎn)狀態(tài) 控制輸出40h寫(xiě)1字節(jié) 控制輸入41h寫(xiě)1字節(jié)端點(diǎn)1輸出42h寫(xiě)1字節(jié)端點(diǎn)1輸入43h寫(xiě)1字節(jié)端點(diǎn)2輸出44h寫(xiě)1字節(jié)端點(diǎn)2輸入45h寫(xiě)1字節(jié) 應(yīng)答設(shè)置選擇的端點(diǎn)F1H無(wú)緩沖區(qū)清零選擇的端點(diǎn)F2H無(wú)使緩沖區(qū)有效選擇的端點(diǎn)FAH無(wú)