微控制器USB的技術(shù)及應(yīng)用入門

第1章 USB基礎(chǔ)及協(xié)議概述 1

1．1 簡(jiǎn)介 2

1．1．1 背景 2

1．1．2 USB的特點(diǎn) 2

1．2 系統(tǒng)架構(gòu) 4

1．2．1 USB總線架構(gòu) 4

1．2．2 USB主機(jī)和設(shè)備 5

1．2．3 USB分層結(jié)構(gòu) 6

1．2．4 USB物理連接 7

1．2．5 USB2．0電氣特性 9

1．2．6 USB2．0設(shè)備速度的識(shí)別 10

1．2．7 USB2．0電源 11

1．3 USB2．0事務(wù)處理及數(shù)據(jù)傳輸 12

1．3．1 包 13

1．3．2 事務(wù) 15

1．4 USB2．0數(shù)據(jù)傳輸類型 15

1．4．1 控制傳輸 16

1．4．2 批量傳輸 19

1．4．3 中斷傳輸 21

1．4．4 同步傳輸 22

1．5 USB2．0設(shè)備 24

1．5．1 USB設(shè)備狀態(tài) 24

1．5．2 USB總線枚舉 27

1．5．3 描述符 27

1．5．4 設(shè)備請(qǐng)求 35

1．5．5 枚舉過(guò)程 38

1．6 USB2．0主機(jī) 40

1．6．1 USB主機(jī)結(jié)構(gòu) 40

1．6．2 USB主控制器功能 42

1．6．3 客戶軟件 45

1．6．4 系統(tǒng)軟件 46

1．6．5 主控制器驅(qū)動(dòng)程序 48

1．6．6 總線驅(qū)動(dòng)程序 49

1．6．7 嵌入式USB主機(jī)控制器 51

1．7 USB調(diào)試輔助工具 51

1．7．1 Bus Hound 52

1．7．2 Ellisys的USB Explorer系列 52

1．7．3 LeCroy的Mercury系列 54

第2章 USB硬件設(shè)計(jì) 55

2．1 USB接口簡(jiǎn)介 56

2．2 USB電氣特性 58

2．2．1 低速USB驅(qū)動(dòng)器電氣特性 59

2．2．2 全速USB驅(qū)動(dòng)器電氣特性 60

2．2．3 高速USB驅(qū)動(dòng)器電氣特性 63

2．2．4 低速和全速接收器特性 63

2．2．5 器件速度識(shí)別 64

2．2．6 信號(hào)電平 65

2．2．7 數(shù)據(jù)編碼/解碼 66

2．2．8 電源分布 68

2．2．9 電壓跌落要求 71

2．2．10 信號(hào)質(zhì)量的評(píng)定 72

2．3 USB電路設(shè)計(jì) 72

2．3．1 設(shè)備 73

2．3．2 主機(jī) 74

2．3．3 OTG應(yīng)用 74

2．3．4 USB信號(hào)的防護(hù) 75

2．3．5 信號(hào)完整性電路設(shè)計(jì) 76

2．4 硬件電路常見(jiàn)的問(wèn)題 77

第3章 基于SDK的USB協(xié)議棧 79

3．1 簡(jiǎn)介 80

3．2 Device協(xié)議棧 81

3．2．1 協(xié)議棧架構(gòu) 81

3．2．2 協(xié)議棧初始化流程 82

3．2．3 協(xié)議棧工作流程 86

3．2．4 協(xié)議棧接口 91

3．2．5 控制器驅(qū)動(dòng)接口 95

3．2．6 HID類接口 97

3．2．7 MSC類接口 98

3．2．8 CDC類接口 98

3．2．9 Audio類接口 99

3．2．10 Video類接口 100

3．3 Host協(xié)議棧 101

3．3．1 協(xié)議棧架構(gòu) 101

3．3．2 協(xié)議棧初始化流程 102

3．3．3 協(xié)議棧工作流程 104

3．3．4 Host驅(qū)動(dòng)接口 107

3．3．5 控制器驅(qū)動(dòng)接口 113

3．3．6 HID類接口 115

3．3．7 MSC類接口 116

3．3．8 CDC類接口 117

3．3．9 Audio類接口 118

第4章 USB HID類應(yīng)用開發(fā) 119

4．1 簡(jiǎn)介 120

4．1．1 什么是HID 120

4．1．2 HID類 120

4．1．3 子類及編碼 121

4．1．4 協(xié)議編碼 121

4．1．5 接口 122

4．2 描述符及請(qǐng)求 123

4．2．1 基礎(chǔ)知識(shí) 123

4．2．2 描述符 127

4．2．3 請(qǐng)求 133

4．3 代碼實(shí)例 139

4．3．1 工程關(guān)鍵文件及代碼介紹 139

4．3．2 運(yùn)行工程查看結(jié)果 144

4．3．3 枚舉過(guò)程詳細(xì)解析 144

4．3．4 報(bào)告過(guò)程詳細(xì)解析 150

4．4 HID類的其他應(yīng)用 151

第5章 USB MSC類應(yīng)用開發(fā) 152

5．1 簡(jiǎn)介 153

5．1．1 MSC設(shè)備的一般工作流程 154

5．1．2 USB MSC協(xié)議簡(jiǎn)介 155

5．2 請(qǐng)求及描述符 156

5．2．1 MSC設(shè)備接口描述符 156

5．2．2 MSC設(shè)備端點(diǎn)描述符 157

5．2．3 MSC類標(biāo)準(zhǔn)請(qǐng)求 157

5．2．4 Buck-Only Transport協(xié)議的數(shù)據(jù)流模型 160

5．2．5 批量數(shù)據(jù)的傳輸具體細(xì)節(jié) 163

5．3 代碼實(shí)例 173

5．3．1 MSC設(shè)備入門例程 173

5．3．2 SD卡讀卡器例程 176

第6章 USB CDC類應(yīng)用開發(fā) 178

6．1 簡(jiǎn)介 179

6．1．1 USB CDC類 180

6．1．2 CDC類設(shè)備的組成 180

6．2 請(qǐng)求及描述符 181

6．2．1 CDC設(shè)備配置描述符 181

6．2．2 通信接口描述符 182

6．2．3 數(shù)據(jù)接口描述符 186

6．2．4 CDC類請(qǐng)求 187

6．3 代碼實(shí)例 189

第7章 USB Audio類應(yīng)用開發(fā) 192

7．1 簡(jiǎn)介 193

7．1．1 音頻接口集與音頻接口關(guān)聯(lián) 194

7．1．2 音頻接口類、子類及協(xié)議 195

7．1．3 音頻功能類別 196

7．1．4 音頻同步類型 196

7．1．5 聲道間同步 197

7．1．6 音頻功能拓?fù)?198

7．1．7 編碼與解碼 206

7．1．8 復(fù)制保護(hù) 206

7．1．9 操作模型 206

7．2 描述符、請(qǐng)求與中斷 208

7．2．1 描述符 208

7．2．2 請(qǐng)求 221

7．2．3 中斷 230

7．3 代碼實(shí)例 232

7．3．1 SDK USB音頻類應(yīng)用 232

7．3．2 SDK USB音頻類的實(shí)現(xiàn) 233

第8章 USB組合類應(yīng)用開發(fā) 235

8．1 簡(jiǎn)介 236

8．2 請(qǐng)求及描述符 237

8．2．1 設(shè)備描述符的修改 238

8．2．2 使用IAD時(shí)的用戶編程模型 238

8．2．3 接口聯(lián)合描述符 239

8．2．4 其他 240

8．3 代碼實(shí)例 241

8．3．1 SDK中composite類例程 241

8．3．2 U盤+虛擬串口例程 241

第9章 USB Hub應(yīng)用開發(fā) 244

9．1 簡(jiǎn)介 245

9．2 請(qǐng)求與描述符 246

9．2．1 標(biāo)準(zhǔn)描述符 246

9．2．2 Hub描述符 246

9．2．3 Hub請(qǐng)求 247

9．3 SDK的實(shí)現(xiàn) 249

9．3．1 主機(jī)識(shí)別Hub 249

9．3．2 主機(jī)識(shí)別Hub上設(shè)備連接 251

9．3．3 主機(jī)識(shí)別Hub上設(shè)備斷開 252

9．3．4 Hub轉(zhuǎn)發(fā)傳輸 253

第10章 USB兼容性測(cè)試 261

10．1 簡(jiǎn)介 262

10．2 測(cè)試要求 262

10．2．1 測(cè)試設(shè)備 263

10．2．2 測(cè)試軟件 265

10．3 電氣測(cè)試流程 266

10．3．1 低/全速USB測(cè)試 266

10．3．2 高速USB測(cè)試 272

10．3．3 主機(jī)高速信號(hào)測(cè)試 278

10．4 常見(jiàn)問(wèn)題和解決辦法 283

10．4．1 主設(shè)備信號(hào)質(zhì)量測(cè)試 283

10．4．2 USB信號(hào)布線 284

10．4．3 ESD器件的影響 285

10．4．4 USB收發(fā)器電氣特性 285

10．4．5 設(shè)備（全速）反向電壓測(cè)試 286

10．4．6 設(shè)備（全速）浪涌電流測(cè)試 286

10．4．7 主機(jī)電壓跌落測(cè)試 287

參考文獻(xiàn) 289