微控制器USB的技術及應用入門 微控制器USB的技术及应用入门

工業和信息化部人才交流中心

  • 出版商: 電子工業出版社
  • 出版日期: 2018-07-01
  • 定價: $408
  • 售價: $408
  • 貴賓價: 9.5$388
  • 語言: 簡體中文
  • 頁數: 320
  • 裝訂: 平裝
  • ISBN: 7121345862
  • ISBN-13: 9787121345869

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商品描述

隨著物聯時代的到來,預計微控制器將迎來新一輪高成長周期,推動其相關技術進一步高速發展,尤其是連接和安全技術。USB技術因為其通用和簡單易用性,已經在微控制器領域得到了廣泛的普及和應用。在即將到來的萬物互聯時代,USB作為通用的串行連接技術,尤其在中高端消費或者工業領域,將繼續成為不可或缺的微控制器組件。本書將從USB基礎及協議入手,由淺入深逐步介紹USB的硬件技術和常用的設備類應用開發,並結合微控制器的典型軟件開發包SDK,剖析核心USB協議棧,給出應用開發實例。最後的高級篇將重點介紹USB兼容性測試流程以及註意事項。

作者簡介

工業和信息化部人才交流中心(以下簡稱中心)創建於1985年1月,1992年10月成為獨立事業法人單位,工業和信息化部所屬的黨政機關一類事業單位(正局級),是經中央機構編制委員會辦公室批准,國家事業單位登記管理局註冊登記,是工業和信息化部在人才培養、人才交流、智力引進、國際交流、會議展覽等方面的支撐機構;也是人力資源和社會保障部、工業和信息化部“全國信息專業技術人才知識更新工程”及“信息化工程師”項目實施承辦單位。
 

目錄大綱

第1章USB基礎及協議概述1 
1.1簡介2 
1.1.1背景2 
1.1.2 USB的特點2 
1.2系統架構4 
1.2.1 USB總線架構4 
1.2.2 USB主機和設備5 
1.2.3 USB分層結構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設備速度的識別10 
1.2.7 USB2.0電源11 
1.3 USB2.0事務處理及數據傳輸12 
1.3.1包13 
1.3.2事務15 
1.4 USB2.0數據傳輸類型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設備24 
1.5.1 USB設備狀態24 
1.5.2 USB總線枚舉27 
1.5.3描述符27 
1.5.4設備請求35 
1.5.5枚舉過程38 
1.6 USB2.0主機40 
1.6.1 USB主機結構40 
1.6.2 USB主控制器功能42 
1.6.3客戶軟件45 
1.6.4系統軟件46
1.6.5主控制器驅動程序48 
1.6.6總線驅動程序49 
1.6.7嵌入式USB主機控制器51 
1.7 USB調試輔助工具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硬件設計55 
2.1 USB接口簡介56 
2.2 USB電氣特性58 
2.2.1低速USB驅動器電氣特性59 
2.2.2全速USB驅動器電氣特性60 
2.2.3高速USB驅動器電氣特性63 
2.2 .4低速和全速接收器特性63 
2.2.5器件速度識別64 
2.2.6信號電平65 
2.2.7數據編碼/解碼66 
2.2.8電源分佈68 
2.2.9電壓跌落要求71 
2.2.10信號質量的評定72 
2.3 USB電路設計72 
2.3.1設備73 
2.3.2主機74 
2.3.3 OTG應用74 
2.3.4 USB信號的防護75 
2.3.5信號完整性電路設計76 
2.4硬件電路常見的問題77 

第3章基於SDK的USB協議棧79
3.1簡介80 
3.2 Device協議棧81 
3.2.1協議棧架構81 
3.2.2協議棧初始化流程82 
3.2.3協議棧工作流程86 
3.2.4協議棧接口91 
3.2.5控制器驅動接口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協議棧101 
3.3.1協議棧架構101 
3.3.2協議棧初始化流程102 
3.3.3協議棧工作流程104 
3.3.4 Host驅動接口107 
3.3.5控制器驅動接口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類應用開發119 
4.1簡介120 
4.1.1什麼是HID 120 
4.1.2 HID類120 
4.1.3子類及編碼121 
4.1.4協議編碼121 
4.1.5接口122 
4.2描述符及請求123
4.2.1基礎知識123 
4.2.2描述符127 
4.2.3請求133 
4.3代碼實例139 
4.3.1工程關鍵文件及代碼介紹139 
4.3.2運行工程查看結果144 
4.3.3枚舉過程詳細解析144 
4.3. 4報告過程詳細解析150 
4.4 HID類的其他應用151 

第5章USB MSC類應用開發152 
5.1簡介153 
5.1.1 MSC設備的一般工作流程154 
5.1.2 USB MSC協議簡介155 
5.2請求及描述符156 
5.2 .1 MSC設備接口描述符156 
5.2.2 MSC設備端點描述符157 
5.2.3 MSC類標準請求157 
5.2.4 Buck-Only Transport協議的數據流模型160 
5.2.5批量數據的傳輸具體細節163 
5.3代碼實例173 
5.3.1 MSC設備入門例程173 
5.3.2 SD卡讀卡器例程176 

第6章USB CDC類應用開發178 
6.1簡介179 
6.1.1 USB CDC類180 
6.1.2 CDC類設備的組成180 
6.2請求及描述符181 
6.2.1 CDC設備配置描述符181
6.2.2通信接口描述符182 
6.2.3數據接口描述符186 
6.2.4 CDC類請求187 
6.3代碼實例189 

第7章USB Audio類應用開發192 
7.1簡介193 
7.1.1音頻接口集與音頻接口關聯194 
7.1.2音頻接口類、子類及協議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音頻功能拓撲198 
7.1.7編碼與解碼206 
7.1. 8複製保護206 
7.1.9操作模型206 
7.2描述符、請求與中斷208 
7.2.1描述符208 
7.2.2請求221 
7.2.3中斷230 
7.3代碼實例232 
7.3.1 SDK USB音頻類應用232 
7.3.2 SDK USB音頻類的實現233 

第8章USB組合類應用開發235 
8.1簡介236 
8.2請求及描述符237 
8.2.1設備描述符的修改238 
8.2.2使用IAD時的用戶編程模型238 
8.2.3接口聯合描述符239 
8.2.4其他240
8.3代碼實例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應用開發244 
9.1簡介245 
9.2請求與描述符246 
9.2.1標準描述符246 
9.2 .2 Hub描述符246 
9.2.3 Hub請求247 
9.3 SDK的實現249 
9.3.1主機識別Hub 249 
9.3.2主機識別Hub上設備連接251 
9.3.3主機識別Hub上設備斷開252 
9.3.4 Hub轉發傳輸253 

第10章USB兼容性測試261 
10.1簡介262 
10.2測試要求262 
10.2.1測試設備263 
10.2.2測試軟件265 
10.3電氣測試流程266 
10.3.1低/全速USB測試266 
10.3.2高速USB測試272 
10.3.3主機高速信號測試278 
10.4常見問題和解決辦法283 
10.4.1主設備信號質量測試283 
10.4.2 USB信號佈線284 
10.4.3 ESD器件的影響285 
10.4.4 USB收發器電氣特性285
10.4.5設備(全速)反向電壓測試286 
10.4.6設備(全速)浪湧電流測試286 
10.4.7主機電壓跌落測試287 
參考文獻289