USB應用開發(fā)實例詳解

前言

　　USB是一種新型的計算機總線接口技術，目前在消費電子產品以及智能測控等領域得到廣泛的應用。USB全稱為Universal Serial Bus（通用串行總線），其使得計算機和外部設備的連接十分方便。目前，很多設備都開始采用USB接口來實現(xiàn)，如鼠標、鍵盤、移動硬盤、打印機等。在實際設計工作中，也越來越多地采用USB技術，如高速LJSB數(shù)據(jù)采集等。目前LISB接口大有取代其他老式接口的趨勢。因此，掌握USB接口的設計開發(fā)是非常必要的?！　榱吮阌趶V大電子設計者能夠掌握USB接口的知識以及USB接口的設計方法，本書詳細介紹了新型USB總線接口的協(xié)議、工作原理以及程序設計。另外，本書中還以大量篇幅，全面詳細地介紹了在各種應用場合下USB的設計實例。學完本書后，讀者可以全面地掌握USB接口的設計開發(fā)?！　”緯奶攸c　　1．覆蓋USB所有技術方面　　為了便于讀者學習，本書內容涉及USB工作原理、電路制板、固件編程、驅動開發(fā)等多個環(huán)節(jié)。讀者通過本書，可以完整掌握USB設備開發(fā)的每個環(huán)節(jié)和過程。同時，本書結合每個環(huán)節(jié)，都進行實際分析，如第5章詳細介紹了常見的元器件封裝、焊接，并介紹了國內常用的幾家USB芯片廠家的產品。　　2．遵循開發(fā)流程　　由于USB開發(fā)涉及不同的領域，所以為了便于讀者學習，每章內容按照開發(fā)流程和學習順序，嚴格劃分章節(jié)。例如，第11～27章每章都按照原理分析、芯片選型、電路設計、固件編程、驅動開發(fā)進行講解。讀者可以全面學習，也可以有重點地進行跳躍閱讀。

內容概要

　　USB接口是目前廣泛使用的計算機接口技術。本書由淺入深、循序漸進地講解了USB的基礎知識和USB設備開發(fā)，并以豐富完整的實例，使讀者能夠更快、更好地掌握USB接口的原理及設計方法?！　”緯譃?篇，共27章，全面詳細地講述了USB接口的原理、編程以及應用實例。第1篇介紹了USB開發(fā)基礎，包括USB設備配置、數(shù)據(jù)傳輸、設備請求以及元器件和電路制板布局。第2篇介紹了USB的編程，包括如何構建一個完整的USB接口開發(fā)環(huán)境，以及USB固件編程、驅動開發(fā)和上位機程序開發(fā)。第3篇通過17個完整實例，詳細介紹了在不同的應用場合下USB接口設備的設計，包括了完整的電路圖和程序設計。　　本書內容全面、結構緊湊、實例豐富。USB接口的初學者通過學習本書可以快速入門。本書對具有一定開發(fā)經驗的設計人員，也有很好的參考價值。

書籍目錄

第1篇 USB開發(fā)基礎篇　第1章 USB概述　　1.1 USB的產生　　1.2 USB總線特點　　1.3 USB的總線結構　　1.4 USB的供電　　1.5 USB的開發(fā)流程　　1.6 小結　第2章 USB的設備配置　　2.1 USB標準設備的描述符　　2.2 USB集線器的描述符　　2.3 HID設備描述符　　2.4 小結　第3章 USB的數(shù)據(jù)傳輸　　3.1 USB數(shù)據(jù)傳輸簡介　　3.2 USB控制傳輸　　3.3 USB塊傳輸　　3.4 USB中斷傳輸　　3.5 USB同步傳輸　　3.6 小結　第4章 USB設備請求　　4.1 標準USB設備請求　　4.2 USB集線器類請求　　4.3 HID設備類請求　　4.4 USB設備請求示例　　4.5 小結　第5章 器件識別和加工　　5.1 元器件的封裝　　5.2 元器件的焊接　　5.3 常用的USB接口芯片　　5.4 小結　第6章 電路制板布局　　6.1 印制電路板基礎　　6.2 印制電路板設計規(guī)則　　6.3 高速USB接口的PCB設計　　6.4 小結第2篇 USB編程篇　第7章 構建USB接口開發(fā)環(huán)境　　7.1 USB固件開發(fā)環(huán)境　　7.2 上位機開發(fā)環(huán)境　　7.3 USB驅動開發(fā)環(huán)境　　7.4 USB最小開發(fā)系統(tǒng)　　7.5 USB軟硬件開發(fā)環(huán)境　　7.6 小結　第8章 USB固件編程　　8.1 USB設備配置描述符　　8.2 USB設備請求　　8.3 USB重列舉　　8.4 小結　第9章 USB驅動開發(fā)　　9.1 Windows下的USB驅動開發(fā)　　9.2 LabVIEW環(huán)境下的USB驅動開發(fā)　　9.3 通用USB驅動概述　　9.4 INF文件簡介　　9.5 Visual Studio 6.0環(huán)境下的通用USB驅動　　9.6 Visual Studio 2005環(huán)境下的通用USB驅動　　9.7 驅動程序的安裝　　9.8 小結　第10章 上位機程序開發(fā)　　10.1 Visual C++讀寫USB設備　　10.2 Visual C#讀寫USB設備　　10.3 LabVIEW讀寫USB設備　　10.4 小結第3篇 USB應用實例篇　第11章 使用EEPROM進行USB列舉　　11.1 EZ-USB FX2LP的啟動模式概述　　11.2 EEPROM引導USB啟動電路　　11.3 USB固件程序設計　　11.4 驅動程序設計　　11.5 主機程序設計　　11.6 小結　第12章 USB控制LED顯示實例　　12.1 LED數(shù)碼管簡介　　12.2 USB控制LED顯示實例　　12.3 USB固件程序設計　　12.4 USB主機程序設計　　12.5 小結　第13章 USB控制LCD液晶顯示模塊　　13.1 液晶顯示模塊概述　　13.2 液晶顯示控制驅動器　　13.3 液晶顯示控制器指令集　　13.4 液晶顯示電路原理圖　　13.5 固件程序設計　　13.6 主機程序設計　　13.7 小結　第14章 USB鍵盤程序設計　　14.1 HID設備概述　　14.2 USB鍵盤設計實例　　14.3 小結　第15章 USB鼠標程序設計　　15.1 USB鼠標硬件概述　　15.2 電路原理圖　　15.3 固件程序設計　　15.4 功能實現(xiàn)代碼　　15.5 HID設備請求處理　　15.6 USB鼠標描述符　　15.7 小結　第16章 USB控制D/A轉換輸出實例　　16.1 D/A轉換概述　　16.2 高速D/A轉換芯片AD558　　16.3 電路原理圖　　16.4 固件程序設計　　16.5 主機程序設計　　16.6 小結　第17章 USB控制A/D轉換數(shù)據(jù)采集實例　　17.1 A/D轉換器概述　　17.2 通道電壓型A/D轉換器MAX197　　17.3 USB模擬電壓采集實例　　17.4 USB固件程序設計　　17.5 上位機程序設計　　17.6 小結　第18章 USB的RAM測試實例　　18.1 EZ-USB FX2LP的存儲器　　18.2 USB的RAM測試電路原理圖　　18.3 固件程序設計　　18.4 小結　第19章 USB讀寫I2C總線EEPROM　　19.1 I2C總線概述　　19.2 電路原理圖　　19.3 固件程序設計　　19.4 主程序設計　　19.5 小結  第20章 USB讀寫Microware串行EEPROM　　20.1 Microware串行總線概述　　20.2 Microware串行總線接口的EEPROM存儲器　　20.3 電路原理圖　　20.4 固件程序設計　　20.5 主程序設計　　20.6 小結  第21章 USB控制實時時鐘芯片DS1302　　21.1 實時時鐘芯片DS1302概述　　21.2 電路原理圖　　21.3 固件程序設計　　21.4 上位機程序設計　　21.5 小結　第22章 USB采集單總線溫度傳感器DS18S20　　22.1 單總線概述　　22.2 單總線溫度傳感器DS18S20　　22.3 電路原理圖　　22.4 固件程序設計　　22.5 上位機程序設計　　22.6 小結　第23章 USB打印機控制實例　　23.1 CH375A接口芯片　　23.2 CH375A指令　　23.3 CH375A接口方式　　23.4 USB打印機控制實例　　23.5 程序設計　　23.6 小結　第24章 USB接口充電器實例　　24.1 鋰電池及其充電概述　　24.2 智能充電管理芯片MAX1898　　24.3 USB接口充電器實例　　24.4 固件程序設計　　24.5 小結　第25章 USB轉RS-232串口實例　　25.1 CH341簡介　　25.2 CH341串口工作方式　　25.3 CH341打印口工作方式　　25.4 CH341并口工作方式　　25.5 CH341功能配置　　25.6 USB轉RS-232串口實例　　25.7 小結　第26章 U盤設計實例　　26.1 Nand-Flash存儲器　　26.2 基于Nand-Flash的文件系統(tǒng)　　26.3 Nand-Flash控制器　　26.4 U盤設計實例　　26.5 小結　第27章 LabVIEW下的USB數(shù)據(jù)采集實例　　27.1 Slave FIFO模式簡介　　27.2 Slave FIFO的固件設計　　27.3 電路原理圖　　27.4 固件程序設計　　27.5 LabVIEW程序設計　　27.6 小結

章節(jié)摘錄

　　USB設備的省電模式通過供電保持來實現(xiàn)，將USB設備進入掛起狀態(tài)。供電保持采用的是一種軟件控制的方式。USB設備在掛起狀態(tài)下，其電流消耗最低。在USB協(xié)議中，支持設備的選擇掛起和全部掛起兩種方式。選擇掛起和全部掛起分別適用于USB功能設備和USB集線器?！　　SB設備的選擇掛起：用于將某個USB設備掛起，進入省電模式。這種方式適用于單個USB設備的場合?！　　と繏炱穑河糜趯⑺蠻SB設備掛起，實現(xiàn)USB系統(tǒng)最小的功率消耗。這種方式適用于USB集線器，可以將USB集線器上的USB設備全部掛起?！　SB協(xié)議中通過電源管理來實現(xiàn)USB功能設備和USB集線器的掛起，下面就分別介紹這兩種設備對掛起的響應。　　1．USB功能設備的掛起　　在USB協(xié)議中規(guī)定，如果USB功能設備在3ms內沒有任何總線活動，則該USB功能設備便將自動進入掛起狀態(tài)。在掛起狀態(tài)下，USB功能設備遵循如下的規(guī)則：　　·USB功能設備保持掛起前的狀態(tài)，包括寄存器信息、變量信息等；　　·USB功能設備在掛起狀態(tài)下需要不超過500μA的電流來維持當前USB狀態(tài)；　　·USB功能設備在掛起狀態(tài)下支持遠程喚醒功能，可以通過外部觸發(fā)信號使USB功能設備脫離掛起狀態(tài)，從而恢復正常運行?！　?．USB集線器的掛起　　在USB協(xié)議中規(guī)定，如果USB集線器在3ms內沒有任何總線活動，則該USB集線器設備將自動進入掛起狀態(tài)。此時，如果該USB集線器的下行端口連接有USB功能設備，則所有連接的USB功能設備將一同進入掛起狀態(tài)。也就是說，USB集線器進入全部掛起狀態(tài)。

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