嵌入式-USB设备收发数据实验

USB设备收发数据实验是嵌入式系统领域的一个基础实验，旨在帮助学习者掌握USB（通用串行总线）在嵌入式系统中的应用。通过实践USB设备的编程和通信，学习者可以深入理解USB的工作原理以及如何编写固件程序。 USB工作基本组成原理： USB是一种高效、易用的接口技术，主要用于连接电脑和外围设备，如打印机、摄像头、键盘等。USB规范定义了通信协议、硬件连接器、电气特性等。USB1.1版本支持12Mb/s的数据传输速率，而USB2.0版本则将速率提升到480Mb/s。USB的核心组成部分包括： 1. 主机控制器（Host Controller）：它是连接到主机的设备，并负责管理整个USB系统，包括发现设备、管理总线、处理数据传输等。 2. 设备（Device）：连接到主机的每个外围设备。 3. 集线器（Hub）：用于扩展USB端口数量。 4. 总线：包括数据线和电源线，支持即插即用和热插拔。 5. 设备端点（Endpoint）：设备与主机之间的单向数据传输通道，每个端点有一个特定的地址和传输类型。 固件程序的编写： 固件程序是指嵌入在硬件设备内部的软件代码，它控制硬件设备的基本操作。对于USB设备来说，固件程序需要控制USB接口的数据传输和设备与主机的通信。编写固件程序通常包括以下几个方面： 1. 初始化：初始化USB设备的硬件，包括设置端点、配置寄存器等。 2. 设备枚举：当USB设备连接到主机时，必须通过一系列的过程让主机识别设备，称为枚举。在这个过程中，设备需要响应主机的请求，报告设备的属性，如设备类型、制造商、产品ID等。 3. 控制传输：处理主机通过控制端点发送的设备请求，包括设备配置、获取设备状态、设置设备参数等。 4. 数据传输：处理主机与设备之间的数据传输请求，包括批量传输、中断传输和同步传输。 5. 设备请求处理：USB设备必须能够响应并正确处理来自主机的各种标准和非标准设备请求。 在实验内容中，提到了一些具体的硬件和软件工具，例如S3C2410微处理器、PDIUSBD12 USB接口芯片、ADS1.2集成开发环境、usbhidio.exe工具等。这些工具和设备的使用涉及到嵌入式系统的软件开发和调试。 S3C2410是一款基于ARM920T核心的32位微处理器，广泛用于便携式设备和嵌入式应用，具有丰富的外设接口和功能。PDIUSBD12是一款由Philips（现NXP）开发的USB接口芯片，它实现了USB1.1规范，并提供了与微处理器通信的接口。 ADS1.2（ARM Developer Suite 1.2）是ARM公司提供的一套集成开发环境，支持ARM体系结构的软件开发。它包括编译器、调试器和模拟器等工具，可以用来编写、编译和调试嵌入式程序。 usbhidio.exe则是一个用于测试USB设备的工具，它能够发送数据到USB设备，并从USB设备接收数据。通过这个工具，开发者可以验证固件程序是否正确处理了USB数据传输。 实验的具体操作步骤包括设置USB设备的各种寄存器，比如设置端点地址和端点数据寄存器，以及处理各种USB设备请求。这些操作都必须符合USB规范，才能确保设备的正常通信。通过编写固件程序和使用相关工具，学习者可以深入理解USB设备在嵌入式系统中的工作原理和编程方法。