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21.2 USB的發(fā)展歷程31.2.1 USB 1.131.2.2 USB 2.041.2.3 USB與IEEE 1394的比較41.3 USB基本架構與總線架構61.4 USB的總線結構81.5 USB數(shù)據(jù)流的模式與管線的概念91.6 USB硬件規(guī)范101.6.1 USB的硬件特性111.6.2 USB接口的電氣特性121.6.3USB的電源管理141.7 USB的編碼方式141.8 結論161.9 問題與討論16第2章 USB通信協(xié)議2.1 USB通信協(xié)議172.2 USB封包中的數(shù)據(jù)域類型182.2.1 數(shù)據(jù)域位的格式182.3 封包格式192.4 USB傳輸?shù)念愋?32.4.1 控制傳輸242.4.2 中斷傳輸292.4.3 批量傳輸292.4.4 等時傳輸292.5 USB數(shù)據(jù)交換格式302.6 USB描述符342.7 USB設備請求422.8 USB設備群組442.9 結論462.10 問題與討論46第3章 設備列舉3.1注冊表編輯器473.2設備列舉的步驟493.3設備列舉步驟的實現(xiàn)--使用CATC分析工具513.4結論613.5問題與討論61第4章 USB芯片與EZUSB4.1USB芯片的簡介624.2USB接口芯片644.2.1Philips接口芯片644.2.2National Semiconductor接口芯片664.3內含USB單元的微處理器684.3.1Motorola694.3.2Microchip694.3.3SIEMENS704.3.4Cypress714.4USB芯片總攬介紹734.5USB芯片的選擇與評估744.6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815.2主機的驅動程序835.3驅動程序的選擇865.4結論865.5問題與討論87第6章 HID群組6.1HID簡介886.2HID群組的傳輸速率886.3HID描述符906.3.1報告描述符936.3.2主要 main 項目類型966.3.3整體 global 項目卷標976.3.4區(qū)域 local 項目卷標986.3.5簡易的報告描述符996.3.6Descriptor Tool 描述符工具 1006.3.7兼容測試程序1016.4HID設備的基本請求1026.5Windows通信程序1036.6問題與討論106PART 2 硬件技術篇第7章 EZUSB FX簡介7.1簡介1097.2EZUSB FX硬件框圖1097.3封包與PID碼1117.4主機是個主控者1137.4.1從主機接收數(shù)據(jù)1137.4.2傳送數(shù)據(jù)至主機1137.5USB方向1137.6幀1147.7EZUSB FX傳輸類型1147.7.1批量傳輸1147.7.2中斷傳輸1147.7.3等時傳輸1157.7.4控制傳輸1157.8設備列舉1167.9USB核心1167.10EZUSB FX單片機1177.11重新設備列舉1177.12EZUSB FX端點1187.12.1EZUSB FX批量端點1187.12.2EZUSB FX控制端點01187.12.3EZUSB FX中斷端點1197.12.4EZUSB FX等時端點1197.13快速傳送模式1197.14中斷1207.15重置與電源管理1207.16EZUSB 2100系列1207.17FX系列--從FIFO1227.18FX系列--GPIF 通用型可程序化的接口 1227.19AN2122/26各種特性的摘要1227.20修訂ID1237.21引腳描述123第8章 EZUSB FX CPU8.1簡介1308.28051增強模式1308.3EZUSB FX所增強的部分1318.4EZUSB FX寄存器接口1318.5EZUSB FX內部RAM1318.6I/O端口1328.7中斷1328.8電源控制1338.9特殊功能寄存器 SFR 1348.10內部總線1358.11重置136第9章 EZUSB FX內存9.1簡介1379.28051內存1389.3擴充的EZUSB FX內存1399.4CS#與OE#信號1409.5EZUSB FX ROM版本141第10章 EZUSB FX輸入/輸出端口10.1簡介14310.2I/O端口14310.3EZUSB輸入/輸出端口寄存器14610.3.1端口配置寄存器14710.3.2I/O端口寄存器14710.4EZUSB FX輸入/輸出端口寄存器14910.5EZUSB FX端口配置表15110.6I2C控制器15610.78051 I2C控制器15610.8控制位15810.8.1START位15810.8.2STOP位15810.8.3LASTRD位15810.9狀態(tài)位15910.9.1DONE位15910.9.2ACK位15910.9.3BERR位15910.9.4ID1, ID015910.10送出 WRITE I2C數(shù)據(jù)16010.11接收 READ I2C數(shù)據(jù)16010.12I2C激活加載器16010.13SFR尋址 FX 16210.14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16711.2預設的USB設備16911.3USB核心對于EP0設備請求的響應17011.4固件下載17111.5設備列舉模式17211.6沒有存在EEPROM17311.7存在著EEPROM, 第一個字節(jié)是0xB0 0xB4, FX系列11.8存在著EEPROM, 第一個字節(jié)是0xB2 0xB6, FX系列11.9配置字節(jié)0,FX系列17711.10重新設備列舉 ReNumerationTM 17811.11多重重新設備列舉 ReNumerationTM 17911.12預設描述符179第12章 EZUSB FX批量傳輸12.1簡介18812.2批量輸入傳輸18912.3中斷傳輸19112.4EZUSB FX批量IN的例子19112.5批量OUT傳輸19212.6端點對19412.7IN端點對的狀態(tài)19412.8OUT端點對的狀態(tài)19512.9使用批量緩沖區(qū)內存19512.10Data Toggle控制19612.11輪詢的批量傳輸?shù)姆独?9712.12設備列舉說明19912.13批量端點中斷19912.14中斷批量傳輸?shù)姆独?0112.15設備列舉說明20512.16自動指針器205第13章 EZUSB控制端點013.1簡介20913.2控制端點EP021013.3USB請求21213.3.1取得狀態(tài) Get_Status 21413.3.2設置特性(Set_Feature)21713.3.3清除特性(Clear_Feature)21813.3.4取得描述符(Get_Descriptor)21913.3.5設置描述符(Set Descriptor)22313.3.6設置配置(Set_Configuration)22513.3.7取得配置(Get_Configuration)22513.3.8設置接口(Set_Interface)22513.3.9取得接口(Get_Interface)22613.3.10設置地址(Set_Address)22713.3.11同步幀22713.3.12固件加載228第14章 EZUSB FX等時傳輸14.1簡介22914.2等時IN傳輸23014.2.1初始化設置23014.2.2IN數(shù)據(jù)傳輸23014.3等時OUT傳輸23114.3.1初始化設置23114.3.2數(shù)據(jù)傳輸23214.4設置等時FIFO的大小23214.5等時傳輸速度23414.5.1EZUSB 2100系列23414.5.2EZUSB FX系列23514.6快速傳輸 僅存于2100系列 23614.6.1快速寫入23614.6.2快速讀取23714.7快速傳輸?shù)臅r序 僅存于2100系列 23714.7.1快速寫入波形23814.7.2快速讀取波形23914.8快速傳輸速度(僅存于2100系列)23914.9其余的等時寄存器24014.9.1除能等時寄存器24014.9.20字節(jié)計數(shù)位24114.10以無數(shù)據(jù)來響應等時IN令牌24214.11使用等時FIFO242第15章 EZUSB FX中斷15.1簡介24315.2USB核心中斷24415.3喚醒中斷24415.4USB中斷信號源24515.5SUTOK與SUDAV中斷24815.6SOF中斷24915.7中止 suspend 中斷24915.8USB重置中斷24915.9批量端點中斷25015.10USB自動向量25015.11USB自動向量譯碼25115.12I2C中斷25215.13IN批量NAK中斷 僅存于AN2122/26與FX系列 25315.14I2C STOP反相中斷 僅存于AN2122/26與FX系列 25415.15從FIFO中斷 INT4 255第16章 EZUSB FX重置16.1簡介25716.2EZUSB FX打開電源重置 POR 25716.38051重置的釋放25916.3.1RAM的下載26016.3.2下載EEPROM26016.3.3外部ROM26016.48051重置所產生的影響26016.5USB總線重置26116.6EZUSB脫離26216.7各種重置狀態(tài)的總結263第17章 EZUSB FX電源管理17.1簡介26517.2中止 suspend 26617.3回復 resume 26717.4遠程喚醒 remote wakeup 269第18章 EZUSB FX系統(tǒng)18.1簡介27118.2DMA寄存器描述27218.2.1來源. 目的. 傳輸長度地址寄存器27218.2.2DMA起始與狀態(tài)寄存器27518.2.3DMA同步突發(fā)使能寄存器27518.2.4虛擬寄存器27818.3RD/FRD與WR/FWR DMA閃控的選擇27818.4DMA閃控波形與延伸位的交互影響27918.4.1DMA外部寫入27918.4.2DMA外部讀取280第19章 EZUSB FX寄存器19.1簡介28219.2批量數(shù)據(jù)緩沖區(qū)寄存器28319.3等時數(shù)據(jù)FIFO寄存器28419.4等時字節(jié)計數(shù)寄存器28519.5CPU寄存器28719.6I/O端口配置寄存器28819.7I/O端口A~C輸入/輸出寄存器28919.8230 Kbaud UART操作--AN2122/26寄存器29119.9等時控制/狀態(tài)寄存器29119.10I2C寄存器29219.11中斷29419.12端點0控制與狀態(tài)寄存器29919.13端點1~7的控制與狀態(tài)寄存器30019.14整體USB寄存器30519.15快速傳輸30919.16SETUP數(shù)據(jù)31119.17等時FIFO的容量大小31119.18通用I/F中斷使能31219.19通用中斷請求31219.20輸入/輸出端口寄存器D與E31319.20.1端口D輸出31319.20.2輸入端口D腳位31319.20.3端口D輸出使能31319.20.4端口E輸出31319.20.5輸入端口E腳位31419.20.6端口E輸出使能31419.21端口設置31419.22接口配置31419.23端口A與端口C切換配置31619.23.1端口A切換配置#231619.23.2端口C切換配置#231719.24DMA寄存器31919.24.1來源. 目的. 傳輸長度地址寄存器31919.24.2DMA起始與狀態(tài)寄存器32019.24.3DMA同步突發(fā)使能寄存器32019.24.4選擇8051 A/D總線作為外部FIFO321PART 3 固件技術篇第20章 EZUSB FX固件架構與函數(shù)庫20.1固件架構總覽32320.2固件架構的建立32520.3固件架構的副函數(shù)鉤子32520.3.1工作分配器32620.3.2設備請求 device request 32620.3.3USB中斷服務例程32920.4固件架構整體變量33220.5描述符表33320.5.1設備描述符33320.5.2配置描述符33420.5.3接口描述符33420.5.4端點描述符33520.5.5字符串描述符33520.5.6群組描述符33520.6EZUSB FX固件的函數(shù)庫33620.6.1包含文件 *.H 33620.6.2子程序33620.6.3整體變量33820.7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34621.2外圍I/O測試程序34721.3端點對, EP_PAIR范例35221.4批量測試, BulkTest范例36221.5等時傳輸, ISOstrm范例36821.6問題與討論373PART 4 實驗篇第22章 EZUSB FX仿真器22?1簡介37522?2所需的工具37622?3EZUSB FX框圖37722.4EZUSB最終版本的系統(tǒng)框圖37822?5第一次下載程序37822.6EZUSB FX開發(fā)系統(tǒng)框圖37922.7設置開發(fā)環(huán)境38022.8EZUSB FX開發(fā)工具組的內容38122.9EZUSB FX開發(fā)工具組軟件38222.9.1初步安裝程序38222.9.2確認主機 個人計算機 是否支持USB38222.10安裝EZUSB控制平臺. 驅動程序以及文件38322.11EZUSB FX開發(fā)電路板38522.11.1簡介38522.11.2開發(fā)電路板的瀏覽38522.11.3所使用的8051資源38622.11.4詳細電路38622.11.5LED的顯示38722.11.6Jumper38722.11.7連接器39122.11.8內存映象圖39222.11.9PLD信號39422.11.10PLD源文件文件39522.11.11雛形板的擴充連接器P1~P639722.11.12Philips PCF8574 I/O擴充IC40022.12DMA USB FX I/O LAB開發(fā)工具介紹40122.12.1USBFX簡介40122.12.2USBFX及外圍整體環(huán)境介紹40322?12?3USBFX與PC連接軟件介紹40422.12.4USBFX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40923.2固件設計41023.3.1固件架構文件FW.C41123.3.2描述符文件DESCR.A5141223.3.3外圍接口文件PERIPH.C41723.4固件程序代碼的編譯與鏈接42123.5Windows程序, VB設計42323.6INF文件的編寫設計42423.7結論42623.8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42824.2固件設計43124.2.1七段顯示器43124.2.24×4鍵盤掃描43324.3固件程序代碼的編譯與鏈接43424.4Windows程序, VB設計43624.5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43825.1.1液晶顯示器LCD43825.2固件設計45225.3固件程序代碼的編譯與鏈接45625.4Windows程序, VB設計45725.5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45926.2固件設計46326.3固件程序代碼的編譯與鏈接46326.4Windows程序, VB設計46526.5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46627.1.11相激磁46727.1.22相激磁46727.1.31-2相激磁46827?1?4PMM8713介紹46927.2固件設計47327.3固件程序代碼的編譯與鏈接47427.4Windows程序, VB設計47627.5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47828.2固件設計48128.3固件程序代碼的編譯與鏈接48328.4Windows程序, VB設計48428.5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48629.1.1A/D轉換器48629.1.2D/A轉換器49029.2固件設計49329.2.1A/D轉換器的固件設計49329.2.2D/A轉換器的固件設計49629.3固件程序代碼的編譯與鏈接49729.4Windows程序, VB設計49829.5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50030.1.1繪圖型LCD50030.1.2繪圖型LCD控制指令集50330.1.3繪圖型LCD讀取與寫入時序圖50530.2固件設計50630.2.1LCG驅動程序50630.2.2USB固件碼51330.3固件程序代碼的編譯與鏈接51630.4Windows程序, VB設計51730.5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519A.2主畫面520A.3熱插拔新的USB設備521A.4各種工具欄的使用524A.5故障排除526A.6控制平臺的進階操作527A.7測試Unary Op工具欄上的按鈕功能528A.8測試制造商請求的工具欄 2100 系列的開發(fā)電路板 529A.9測試等時傳輸工具欄532A.10測試批量傳輸工具欄533A.11測試重置管線工具欄535A.12測試設置接口工具欄537A.13測試制造商請求工具欄 FX系列開發(fā)電路板A.14執(zhí)行Get Device Descriptor 操作來驗證開發(fā)板的功能是否正確539A.15從EZUSB控制平臺中, 加載dev_io的范例并且加以執(zhí)行540A.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(zhí)行542A.17將dev_io 目標文件移開, 且使用Keil IDE 集成開發(fā)環(huán)境 來重建545A.18在偵錯器下執(zhí)行dev_io目標文件, 并且使用具有偵錯能力的IDE547A.19在EZUSB控制平臺下, 執(zhí)行ep_pair目標文件A.20如何修改fw范例, 并在開發(fā)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555B?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
標簽：
EZ-USB
USB
單片機
外圍設備
上傳時間：
2013-11-21
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含原理圖+電路圖+程序的波形發(fā)生器:在工作中，我們常常會用到波形發(fā)生器，它是使用頻度很高的電子儀器?，F(xiàn)在的波形發(fā)生器都采用單片機來構成。單片機波形發(fā)生器是以單片機核心，配相應的外圍電路和功能軟件，能實現(xiàn)各種波形發(fā)生的應用系統(tǒng)，它由硬件部分和軟件部分組成，硬件是系統(tǒng)的基礎，軟件則是在硬件的基礎上，對其合理的調配和使用，從而完成波形發(fā)生的任務。
波形發(fā)生器的技術指標：（1） 波形類型：方型、正弦波、三角波、鋸齒波；（2） 幅值電壓：1V、2V、3V、4V、5V；（3） 頻率值：10HZ、20HZ、50HZ、100HZ、200HZ、500HZ、1KHZ；（4） 輸出極性：雙極性操作設計1、 機器通電后，系統(tǒng)進行初始化，LED在面板上顯示6個0，表示系統(tǒng)處于初始狀態(tài)，等待用戶輸入設置命令，此時，無任何波形信號輸出。2、 用戶按下“F”、“V”、“W”，可以分別進入頻率，幅值波形設置，使系統(tǒng)進入設置狀態(tài)，相應的數(shù)碼管顯示“一”，此時，按其它鍵，無效；3、 在進入某一設置狀態(tài)后，輸入0~9等數(shù)字鍵，（數(shù)字鍵僅在設置狀態(tài)時，有效）為欲輸出的波形設置相應參數(shù)，LED將參數(shù)顯示在面板上；4、 如果在設置中，要改變已設定的參數(shù)，可按下“CL”鍵，清除所有已設定參數(shù)，系統(tǒng)恢復初始狀態(tài)，LED顯示6個0，等待重新輸入命令；5、 當必要的參數(shù)設定完畢后，所有參數(shù)顯示于LED上，用戶按下“EN”鍵，系統(tǒng)會將各波形參數(shù)傳遞到波形產生模塊中，以便控制波形發(fā)生，實現(xiàn)不同頻率，不同電壓幅值，不同類型波形的輸出；6、 用戶按下“EN”鍵后，波形發(fā)生器開始輸出滿足參數(shù)的波形信號，面板上相應類型的運行指示燈閃爍，表示波形正在輸出，LED顯示波形類型編號，頻率值、電壓幅值等波形參數(shù)；7、 波形發(fā)生器在輸出信號時，按下任意一個鍵，就停止波形信號輸出，等待重新設置參數(shù)，設置過程如上所述，如果不改變參數(shù)，可按下“EN”鍵，繼續(xù)輸出原波形信號；8、 要停止波形發(fā)生器的使用，可按下復位按鈕，將系統(tǒng)復位，然后關閉電源。硬件組成部分通過綜合比較，決定選用獲得廣泛應用，性能價格高的常用芯片來構成硬件電路。單片機采用MCS-51系列的89C51（一塊）,74LS244和74LS373（各一塊）,反相驅動器 ULN2803A（一塊）,運算放大器 LM324（一塊） 波形發(fā)生器的硬件電路由單片機、鍵盤顯示器接口電路、波形轉換（D/ A）電路和電源線路等四部分構成。1.單片機電路功能：形成掃描碼，鍵值識別，鍵功能處理，完成參數(shù)設置；形成顯示段碼,向LED顯示接口電路輸出；產生定時中斷；形成波形的數(shù)字編碼,并輸出到D/A接口電路；如電路原理圖所示： 89C51的P0口和P2口作為擴展I/O口，與8255、0832、74LS373相連接，可尋址片外的寄存器。單片機尋址外設，采用存儲器映像方式，外部接口芯片與內部存儲器統(tǒng)一編址，89Ｃ51提供16根地址線P0（分時復用）和P2，P2口提供高8位地址線，P0口提供低8位地址線。P0口同時還要負責與8255，0832的數(shù)據(jù)傳遞。P2.7是8255的片選信號，P2.6是0832（1）的片選，P2.5是0832（2）的片選，低電平有效，P0.0、P0.1經過74LS373鎖存后，送到8255的A1、A2作，片內A口，B口，C口，控制口等寄存器的字選。89C51的P1口的低4位連接4只發(fā)光三極管，作為波形類型指示燈，表示正在輸出的波形是什么類型。單片機89C51內部有兩個定時器/計數(shù)器，在波形發(fā)生器中使用T0作為中斷源。不同的頻率值對應不同的定時初值，定時器的溢出信號作為中斷請求?？刂贫〞r器中斷的特殊功能寄存器設置如下：定時控制寄存器TCON＝（０００１００００）工作方式選擇寄存器（TMOD）＝（００００００００）中斷允許控制寄存器（IE）＝（１０００００１０）2、鍵盤顯示器接口電路功能：驅動6位數(shù)碼管動態(tài)顯示； 提供響應界面； 掃面鍵盤； 提供輸入按鍵。由并口芯片8255，鎖存器74LS273，74LS244，反向驅動器ULN2803A，6位共陰極數(shù)碼管（LED）和4×4行列式鍵盤組成。8255的C口作為鍵盤的I/O接口，C口的低4位輸出到掃描碼，高4位作為輸入行狀態(tài)，按鍵的分布如圖所示。8255的A口作為LED段碼輸出口，與74LS244相連接，B口作為LED的位選信號輸出口，與ULN2803A相連接。8255內部的4個寄存器地址分配如下：控制口:7FFFH , A口:7FFFCH , B口:7FFDH , C口:7FFEH 3、D/A電路功能：將波形樣值的數(shù)字編碼轉換成模擬值；完成單極性向雙極性的波形輸出；構成由兩片0832和一塊LM324運放組成。0832（1）是參考電壓提供者，單片機向0832（1）內的鎖存器送數(shù)字編碼，不同的編碼會產生不同的輸出值，在本發(fā)生器中，可輸出1V、2V、3V、4V、5V等五個模擬值，這些值作為0832（2）的參考電壓，使0832（2）輸出波形信號時，其幅度是可調的。0832（2）用于產生各種波形信號，單片機在波形產生程序的控制下，生成波形樣值編碼，并送到0832（2）中的鎖存器，經過D/A轉換，得到波形的模擬樣值點，假如N個點就構成波形的一個周期，那么0832（2）輸出N個樣值點后，樣值點形成運動軌跡，就是波形信號的一個周期。重復輸出N個點后，由此成第二個周期，第三個周期……。這樣0832（2）就能連續(xù)的輸出周期變化的波形信號。運放A1是直流放大器，運放A2是單極性電壓放大器，運放A3是雙極性驅動放大器，使波形信號能帶得起負載。地址分配：0832（1）：DFFFH ，0832（2）：BFFFH4、電源電路：功能：為波形發(fā)生器提供直流能量；構成由變壓器、整流硅堆，穩(wěn)壓塊7805組成。220V的交流電，經過開關，保險管（1.5A/250V），到變壓器降壓，由220V降為10V，通過硅堆將交流電變成直流電，對于諧波，用4700μF的電解電容給予濾除。為保證直流電壓穩(wěn)定，使用7805進行穩(wěn)壓。最后，＋5V電源配送到各用電負載。
標簽：
波形發(fā)生器
原理圖
電路圖
源程序
上傳時間：
2013-11-08
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