采用CY7C68013A实现USB控制系统

采用CY7C68013A实现USB控制系统

引言

1 USB 2.0特点

USB是一种高效、快速、价格低廉、体积小的新型串行通信接口，其最大的特点是支持热插拔，可以在不重新启动计算机的情况下直接将USB外部设备连接到计算机并开始通信。

USB具有以下主要特点：

(1)节省系统资源。在计算机中，系统为USB主控制器分配一根中断控制线和一些输入/输出地址，USB再为外部设备分配惟一的地址。

(3)良好的兼容性。USB规范已经有USB 1.O，USB 1.1，USB 2.O，无线USB等多个版本的协议，这些协议都有很好的向下兼容性。

(4)共享式接口。USB采用“菊花链”式的连接方式，同时支持多个设备的连接，一个USB主控制器最多可以连接126个外部设备。

2 CY7C68013A的主要特点

(1)具有第二个数据指针;

(2)具有第二个USATRT;

(4)8个额外的中断(INT2～INT6，WAKEUP，T2，USARTl);

3 控制系统设计

3.1 启动模式的选择

3.2 硬件系统框图

整个系统的硬件框图如图1所示。可以看出USB控制系统在整个系统中起到桥梁作用，用于连接上位机和外部设备。

上位机发送控制指令给USB设备，信息处于下行状态，解码后用来控制外围设备执行相应功能。上位机需要从外设获得信息(如数据采集)，信息处于上行状态，由USB设备负责控制外设并将数据传送到上位机，由上位机分析、显示。

3.3 固件程序设计

在固件中，主要实现芯片外围设备的控制，以及对USB设备的功能描述等任务，同时负责与上位机通信，响应上位机的标准请求和自定义请求。

描述符主要是让上位机了解USB功能设备的基本配置信息和能力，如端点、接口等。在此主要使用标准描述符来说明USB设备，如设备描述符、配置描述符、接口描述符、端点描述符、设备限定描述符等。在该设备中，这些描述符的层次结构如图2所示。

固件设计流程图如图3所示。

3.4 上位机界面设计

3.5 系统设计中关键问题

(1)一个设备只能有一个设备描述符，可以有多个配置描述符，多个接口描述符，以及多个端点描述符。

(2)设备描述符中VID，PID要与驱动中的相一致，否则不能自动加载相应的固件程序。

(3)固件程序必须转换为.spt格式，用于固件加载的驱动程序和固件程序应放在一个文件夹。

(4)端点0为缺省控制端点，其可设置最大数据包长度为64 B，在设备描述符中wMaxPacketSize字段描述。

4 驱动程序

对于USB设备，Windows操作系统要想对其实现操作，必须借助于驱动程序来实现。主机和驱动程序直接通信，交换数据，而驱动程序则和硬件资源进行通信，从而很好地控制USB设备。Cypress提供的开发环境中自带了相关的驱动程序CyLoad.sys和CyUSB.sys，可以直接使用，缩短了系统的开发周期。其中CyLoad.sys用于主机向USB设备下载固件程序，CyUSB.sys实现主机和固件程序通信。为了在CyLoad.sys的帮助下实现固件的自动下载，固件程序CyLoad.HEX必须转换为适合自动下载的CyLoad.spt文件，并且与CyLoad.sys一起放在CyLoad文件夹下，拷贝到系统system32目录下。在安装文件CyUSB.inf中设置的PID，VID必须和描述符中的一致，使得能够自动加载对应固件。

5 实验

初始化子程序：

主机控制界面运行如图4所示。

6 结语

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