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computer00|  楼主 | 2007-7-20 13:05 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

讨论和学习USB的空间。现在USB技术已经很流行了,就像以前的串口一样。以前的电子工程师不会搞串口通信就落伍了,而现在的电子工程师如果不会搞USB通信,那就落伍了。 
点击下面的地址,再点击加入该组就可以了。
http://group.**/93/

相关帖子

沙发
lpf336| | 2007-7-20 13:12 | 只看该作者

沙发

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板凳
computer00|  楼主 | 2007-7-20 13:15 | 只看该作者

误区:关于USB2.0和USB高速传输模式

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地板
flylongins| | 2007-7-20 23:08 | 只看该作者

最近正好在搞。我进去了。

呵呵,谢谢。

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古道热肠| | 2007-7-21 12:35 | 只看该作者

倒塌了!

  公社的饭没人吃,都开小灶了。

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6
computer00|  楼主 | 2007-7-21 13:27 | 只看该作者

嘿嘿...大锅饭吃多了,也要换换口味嘛~~~~

刚写了个
[原创] USB入门系列之一 —— USB概述
 
 
 
USB是什么呢?一说USB是You SB的意思,即“你**”的意思。另一种说法是USB其实是美国的弟弟,因为美国叫USA,USB当然是他的弟弟了。
    那么USB到底是什么呢?其实USB是通用串行总线(Universal Serial Bus)的简写,它已经有了10多年的历史了。USB协议出现过的版本有USB1.0,USB1.1,USB2.0。由于USB是主从模式,设备与设备之间、主机与主机之间不能互连,为了解决这个问题,扩大USB的使用范围,就出现了USB OTG(On The Go)。USB OTG的做法是,同一个设备,在不同的场合下可以在主机或从机之间切换。在USB1.0和USB1.1版本中,只支持1.5Mbps的低速(Low Speed)模式和12Mbps的全速(Full Speed)模式。在USB2.0中,又加入了480Mbps的高速(High Speed)模式。值得注意的是,USB2.0并不是高速设备的代名词,详述请看《误区:关于USB2.0和USB高速传输模式》一文。
    USB具有很多优点,例如即插即用,容易使用,方便携带,传输速度快,可扩展性强,标准统一,价格便宜等等。目前流行的USB设备有移动硬盘,数码相机,MP3,U盘,USB鼠标、键盘、游戏杆,USB MIDI键盘,USB摄相头,USB打印机,USB扫描仪,USB声卡,USB话筒,USB网卡,USB显示器,USB电话,具有USB口的各种仪表仪器等等,只要是能跟电脑打交道的,就基本上可以通过USB来实现,足见USB功能的强大。
    然而USB也有一些缺点,例如传输距离短,开发、调试较困难等等。当然,它还有一个更大的缺点,那就是你发现要找出它的缺点很件很令人头疼的事情。
    要开发USB,一个网站是开发者必须要知道的,那就是<USB专区>小组:http://group.**/93/。呵呵,不好意思,搞错了,其实是USB开发者论坛,网址是Http://www.usb.org。此外,还有其它一些USB相关的网站也不错,例如驱动程序开发网:http://www.driverdevelop.com/,程序员联合开发网:http://www.pudn.com/等等。
    要开发USB,看书是少不了的。推荐一本叫做《计算机USB系统原理及其主/从机设计》(马伟 编著,北京航天航空大学出版社)的书,我觉得这本书写得很不错,而且也不贵,只要29.5¥,如果你去http://www.2688.com网站购书的话,还可以打7.5折,只需22¥。至于协议,我还是推荐大家看英文原版的,这样理解起来更准确。当然现在也有好多协议翻译的书,大家可以在网上搜索一下。也有很多电子版的,这样可以节省一些钱。
    我们的口号是:“现在USB技术已经很流行了,就像以前的串口一样。以前的电子工程师不会搞串口通信就落伍了,而现在的电子工程师如果不会搞USB通信,那就落伍了。电子工程师门,还等什么,赶紧加入小组来学习USB吧……”,恩,这个口号有点长,将就一下吧。

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7
computer00|  楼主 | 2007-8-28 16:36 | 只看该作者

我顶上来,嘿嘿~~~~~~~

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52lxs| | 2007-8-29 15:30 | 只看该作者

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computer00|  楼主 | 2007-8-29 15:38 | 只看该作者

[原创] USB入门系列之二 —— USB的连接模型


    USB是一种主从结构。主机叫做Host,从机叫做Device(也叫做设备),集线器也被当作一种特殊的设备处理。USB的数据交换只能发生在主机和设备之间,主机和主机,设备和设备之间不能互连。为了在物理上区分主机和设备,使用了不同的插头和插座,这个在USB的连接器一节中会讲到。所有的数据传输都由主机主动发起,而设备只是被动的负责应答。例如,在读数据时,USB先发出读命令,设备收到该命令后,才返回数据。在USB OTG中,一个设备可以在从机和主机之间切换,这样就可以实现设备与设备之间的连接,大大增加了USB的使用范围。但这时依然没有脱离这种主从关系,两个设备之间必然有一个作为主机,另一个作为从机。USB OTG增加了一种MINI USB接头,比普通的4线USB多了一个ID表识线,用来表明它是主机还是设备,这个以后会讲到。
    USB的拓扑结构为金字塔型。由一个USB主控制器出发,下面接USB集线器,USB集线器将一个USB口扩展为多个USB口,多个USB口又可以通过集线器为更多个接口。但USB协议中对集线器的层数是有限制的,USB1.1规定最多为4层,USB2.0规定最多为6层。理论上,一个USB主控制器最多可接127个设备,这是由数据包中的7位地址位决定的,但是实际上不会接这么多的设备。我们所说的一个USB主控制器可以连接多个USB设备,并不是直接简单的将多个设备并联或者串联,而是要由集线器负责端口扩展,才能连接更多的设备。在我们的电脑上,也有一个(或者多个,视USB主控制器的个数而定)集线器,它叫做根集线器,直接连在USB主控制器上。在设备管理器中,我们可以看到USB主控制器和根集线器。如下图所示。USB数据传输路径如下:USB主控制器发出数据包,通过根集线器,再通过下面的集线器(如果有的话),再发给USB设备;设备返回数据,交给它上层的集线器,上层的集线器再交给更上层的集线器,直到USB主控制器为止。而USB主控制器就可以跟CPU打交道了。在标准的PC机上,USB主控制器是挂在PCI总线上的。在Windows中,USB由各种驱动程序负责管理,最后由驱动程序产生功能设备(FDO),这就是我们所看到的实际设备了。我们的应用程序就可以通过Windows提供的各种API进行访问USB设备了,例如CreateFile,ReadFile,DeviceIOControl等等。
 


(By computer00 @ 2007-7-22)

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computer00|  楼主 | 2007-8-29 15:39 | 只看该作者

[原创] USB入门系列之三 —— USB的电气特性


[原创] USB入门系列之三 —— USB的电气特性
   标准的USB使用4根线:5V电源线(Vbus),差分数据线负(D-),差分数据线正(D+),地(Gnd)。在USB OTG中,又增加了一种mini接口,使用的是5根线,比标准的USB多了一根身份识别(ID)线。USB使用的是差分传输模式,有两根数据线,分别是D+和D-。在USB的低速和全速模式中,采用的是电压传输模式。而在高速模式下,则是电流传输模式。关于具体的高低电平门限值,请参看USB协议。为了防止出现长时间的0或者1(这样不利于时钟信号的提取),在发送数据前要经过位填充处理。然后再将数据串行化,发送到数据线上,由两根数据线的差分值来表示0或者1。而在接收端,则刚好是相反的过程。接收端采样数据线,将数据并行化,并同时去掉未填充,然后解析数据。通常,我们使用现成的USB芯片,像位填充,串行化这些芯片内部的硬件已经帮我们做好了,因此通常我们并不用关心这些细节。在设备接收数据时,芯片的串行接口引擎(SIE)会接收属于自己地址的数据,并根据相应的端口号,放到相应的缓冲区内,并返回ACK给主机进行确认,然后产生中断请求,通知我们的程序,已经收到数据包了。在我们还未处理完缓冲区的数据之前,如果再收到对该端点的输出请求,USB芯片将会使用NAK返回,告诉主机端点现在忙,主机检测到NAK后,过段时间会重试输出数据,直到超时为止;发送数据时,用户将数据写入USB芯片的缓冲区,并通知USB芯片缓冲区内数据可用,然后USB芯片检测到主机请求对应的端点输入时,它就会将数据返回,数据发送完毕并收到主机的ACK确认之后,产生中断请求通知应用程序数据已经发送完毕。如果USB芯片已经收到了输入请求,但是用户程序还未填充好缓冲区,它也会用NAK返回,告诉主机数据还未准备好。主机收到NAK后,过段时间会重试,直到超时为止。
    在USB协议中规定,设备在未配置之前,可以从Vbus上最多获取100mA的电流;在配置之后,最多可从Vbus上获取500mA的电流。Vbus是5V的电压,具体的参数请参看USB协议。
(来自USB小组专区:http://group.**/93/
                       By computer00 @ 2007-08-17)

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computer00|  楼主 | 2007-8-29 15:40 | 只看该作者

[原创] USB入门系列之四 —— USB的线缆以及插头、插座

   USB是一个标准的协议,因此对线缆、插头、插座等有严格的规范要求。
    在最初的标准里,USB接头有4条线:电源,D-,D+,地线。我们暂且把这样的
叫做标准的USB接头吧。后来OTG出现了,又增加了miniUSB接头。而miniUSB接头
则有5条线,多了一条ID线,用来标识身份用的。标准USB口只有A型和B型。其中每
一型又分为插头和插座,例如A型插头,A型插座等。我们平常电脑上用的那种插
座叫做A型USB插座,而相应的插头,叫做A型插头,例如U盘上那种。而像打印机
上面那个插座,则是B型插座(比较四方的,没电脑上面那种扁),相应的插头,就
是B型插头。也许你见过一头方一头扁的USB延长线,没错了,扁的那头就叫做A型
插头,而方的那头,就叫做B型插头,而相应的被插的那两个插座,就分别是A型
插座和B型插座了。A型插头是插不进B型插座的,反之亦然。

    miniUSB也分为A型,B型,但增加了一个AB型(不是血型呀,别搞错了,没有
O型^_^)。既然它叫做miniUSB,那么当然它就是很小的了,主要是给便携式设备
用的,例如MP3、手机、数码相机等。USB是一主多从结构,即一个时刻只能有一
台主机。像PC机就是一个主机,其它的只能是设备,因而两个设备之间是无法直
接进行通信的。而USB OTG(on the go)的出现,则解决了这个矛盾:一个设备可
以在某种场合下,改变身份,以主机的形式出现。因而就出现了AB型的miniUSB插
座,不管是A型miniUSB插头,还是B型miniUSB插头,都可以插进去,而靠里面多
出的那条ID线来识别它的身份:是主机还是从机。这样两个USB设备就可以直接连
接起来,进行数据传送了。 像我们MP3上用的那中miniUSB插座,就是B型的
miniUSB插座(注意,有一类miniUSB插座,似乎不是USB规范里面的,因为miniUSB
接头应该有5条线,而这种插座只有4条线)。    由于USB是支持热插拔的,因此它在接头的设计上也有相应的措施。USB插头的地引脚和电源引脚比较长,而两个数据引脚则比较短,这样在插入到插座中时,首先接通电源和地,然后再接通两个数据线。这样就可以保证电源在数据线之前接通,防止闩锁发生。
    至于USB电缆,通常我们不怎么关心,买现成的就行了,除非你是生产USB线
缆的。在全速模式下需要使用带屏蔽的双绞电缆线,而低速模式模式则可以不使
用屏蔽和双绞。此外,USB协议规定,USB低速电缆长度不得超过3米,而全速电缆
长度不得超过5米。这是因为线缆传输有延迟,要保证能够正确响应,就不能延迟
太多。USB标准规定了里面信号线的颜色,其中Vbus为红色,D-为白色,D+为绿色
,GND为黑色。然而,我见过很多USB线缆并没有遵循标准,所以大家在使用时要
小心,用表测量一下比较可靠。
    更详细的数据,例如封装尺寸等,请参看USB协议。
    附图:各种USB插头和插座,来自USB协议。



(来自USB小组专区:http://group.**/93/
                       By computer00 @ 2007-08-25)

 
[补充]如何分辨USB接头的引脚
我们知道USB总共有4根线,分别为
1——Vbus
2——D-
3——D+
4——GND
对于一个具体的插头或者插座,我们怎么去辨认这些脚呢?可以按下面的方法:
对于A型插头,你可以这样看:将A型插头朝上,将引脚露出那面对准自己,这样
从上面看下去,就可以看到每个引脚了。这时从左往右数,分别就是1,2,3,4了。
对于B型插头,也是将插头面朝上,然后然后将两个有倒角的面面向自己,这时右边
那个倒角位置的就是一脚了(长一点的那个),然后顺时针数一圈,分别就是1,2,3,4了。
对于插座,刚好跟它对应的,即1对1,2对2,你只要找出插头的,插座的也就知道了。

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michael_li| | 2007-9-7 22:34 | 只看该作者

学习了 太好了

我以后有问题找你了

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computer00|  楼主 | 2007-9-13 10:28 | 只看该作者

[原创] USB入门系列之六 —— USB设备的枚举过程

[原创] USB入门系列之六 —— USB设备的枚举过程

    USB主机在检测到USB设备插入后,就要对设备进行枚举了。为什么要枚举呢?枚举就是从设备读取一些信息,知道设备是什么样的设备,如何进行通信,这样主机就可以根据这些信息来加载合适的驱动程序。调试USB设备,很重要的一点就是USB的枚举过程,只要枚举成功了,那么就已经成功大半了。
    在说枚举之前,先大概说一下USB的一种传输模式——控制传输。这种传输在USB中是非常重要的,它要保证数据的正确性,在设备的枚举过程中都是使用控制传输。控制传输分为三个过程:①建立过程。②可选的数据过程。③状态过程。建立(Setup)过程都是由USB主机发起,它开始于一个Setup令牌包,后面紧跟一个DATA0包。如果是控制输入传输,那么数据过程就是输入数据;如果是控制输出传输,那么数据过程是输出数据。如果在设置过程中,指定了数据长度为0,则没有数据过程。数据过程之后是状态过程。状态过程刚好与数据过程的数据传输方向相反:如果是控制输入传输,则状态过程是一个输出数据包;如果是控制输出传输,则状态过程是一个输入数据包。状态阶段用来确认所有的数据都已经正确传输。
    好了,下面我们来看看枚举的详细过程。
    首先,USB主机检测到USB设备插入后,就会先对设备复位。设备复位后,USB主机就会对地址为0的设备发送获取设备描述符的标准请求。所有的USB设备在总线复位后其地址都为0,这样主机就可以跟那些刚刚插入的设备通过地址0通信。主机在建立阶段发出获取设备描述符的输入请求,设备收到该请求后,在数据过程将设备描述符返回给主机。主机在成功获取到一个数据包的设备描述符后并且确认没有什么错误后(注意:有些USB设备的端点0大小不足18字节(但至少具有8字节),而标准的设备描述有18字节,在这种情况下,USB设备只能暂时按最大包将部分设备描述符返回,而主机在成功获取到前面一部分描述符后,就不会再请求剩下的设备描述符部分,而是进入设置地址阶段),就会返回一个0长度的状态数据包给设备。
    然后主机再对设备复位一下,接下来就会进入到设置地址阶段。这时USB主机发出一个设置地址的请求(建立过程,设置地址无数据过程),地址包含在建立包中,具体的地址USB主机会负责管理,它会分配一个唯一的地址给新的设备。USB设备在收到地址后,返回0长度的状态包,主机收到0长度的状态包之后,会返回一个ACK给设备。设备在收到这个ACK之后,就可以启用新的地址了。这样设备就分配到了一个唯一的设备地址,以后主机就通过它来进行访问该设备。
    然后主机再次获取设备描述符,这次跟第一次可能有点不一样,这次需要获取完全部的18个字节的设备描述符。当然,如果你的端点0缓冲大于18字节的话,那就跟第一次的情形一样了。
    接下来,主机就会获取配置描述符。配置描述符总共为9字节。主机在获取到配置描述符后,根据里面的配置集合总长度,再获取配置集合。配置集合包括配置描述符,接口描述符,端点描符等等。
    如果有字符串描述符的话,还要获取字符串描述符。另外HID设备还有HID描述符等。使用BUS HOUND以及通过串口返回信息,很容易看到具体的过程。总之是主机请求什么,你的程序就响应什么。

下面这些数据是使用BUS HOUND抓的,这个是在WIN2000下抓到的,如果在WINXP下,就看不到设置地址之前的数据。
写了注释下面的部分就是主机和设备之间的数据通信,而其它的则是主机跟根集线器之间的通信数据。

Device  Phase  Data                                                Description       Cmd.Phase.Ofs(rep)  Delta
------  -----  --------------------------------------------------  ----------------  ------------------  -----
  14.1  DI     02                                                  .                        1.1.0        3.4sc  
  14.0  CTL    a3 00 00 00  01 00 04 00                            GET STATUS               2.1.0(2)      17us  
  14.0  DI     01 01 01 00                                         ....                     2.2.0         27us  
  14.0  CTL    23 01 10 00  01 00 00 00                            CLEAR FEATURE            4.1.0        110us  
  14.0  CTL    a3 00 00 00  01 00 04 00                            GET STATUS               5.1.0(2)      56us  
  14.0  DI     01 01 00 00                                         ....                     5.2.0         14us  
  14.0  CTL    23 03 04 00  01 00 00 00                            SET FEATURE              7.1.0        109ms  
  14.1  DI     02                                                  .                        8.1.0         90ms  
  14.0  CTL    a3 00 00 00  01 00 04 00                            GET STATUS               9.1.0         23us  
  14.0  DI     03 01 10 00                                         ....                     9.2.0         22us  
  14.0  CTL    23 01 14 00  01 00 00 00                            CLEAR FEATURE           10.1.0          8us  
  14.0  CTL    a3 00 00 00  01 00 04 00                            GET STATUS              11.1.0         19ms  
  14.0  DI     03 01 00 00                                         ....                    11.2.0         34us
/////////////第一次获取设备描述符请求//////////////////////  
  14.0  CTL    80 06 00 01  00 00 40 00                            GET DESCRIPTOR          12.1.0        239us  
/////////////第一次返回设备描述符//////////////////////////
/////////////由于该端点缓冲只有16字节,因此只读到16字节///////////
  14.0  DI     12 01 10 01  00 00 00 10  65 10 36 21  01 00 00 00  ........e.6!....        12.2.0         67ms  
  14.0  CTL    a3 00 00 00  01 00 04 00                            GET STATUS              13.1.0         49us  
  14.0  DI     03 01 00 00                                         ....                    13.2.0         27us  
  14.0  CTL    23 03 04 00  01 00 00 00                            SET FEATURE             14.1.0         24us  
  14.1  DI     02                                                  .                       15.1.0        112ms  
  14.0  CTL    a3 00 00 00  01 00 04 00                            GET STATUS              16.1.0         21us  
  14.0  DI     03 01 10 00                                         ....                    16.2.0         25us  
  14.0  CTL    23 01 14 00  01 00 00 00                            CLEAR FEATURE           17.1.0          8us 
////////////////设置地址,地址为2///////////////////////////////// 
  14.0  CTL    00 05 02 00  00 00 00 00                            SET ADDRESS             18.1.0         19ms
///////////第二次获取设备描述符请求//////////////////////////////  
  14.0  CTL    80 06 00 01  00 00 12 00                            GET DESCRIPTOR          19.1.0         40ms 
////////////第二次返回了全部的18字节设备描述符////////////////// 
  14.0  DI     12 01 10 01  00 00 00 10  65 10 36 21  01 00 00 00  ........e.6!....        19.2.0         75ms  
               02 01                                               ..                      19.2.16 
////////////获取9字节的配置描述符/////////////////////////////             
  14.0  CTL    80 06 00 02  00 00 09 00                            GET DESCRIPTOR          20.1.0         44us  
////////////返回9字节的配置描述符/////////////////////////////
////////////可以看到配置描述符集合长度为0x20(即32)字节//////
  14.0  DI     09 02 20 00  01 01 00 80  dd                        .. ......               20.2.0         50ms  
  14.0  CTL    a3 00 00 00  02 00 04 00                            GET STATUS              21.1.0        214ms  
  14.0  DI     00 01 00 00                                         ....                    21.2.0         34us
//////////再一次获取设备描述符//////////////////////////////
  17.0  CTL    80 06 00 01  00 00 12 00                            GET DESCRIPTOR          22.1.0        3.8ms  
/////////返回设备描述符////////////////////////////////
  17.0  DI     12 01 10 01  00 00 00 10  65 10 36 21  01 00 00 00  ........e.6!....        22.2.0         67ms  
               02 01                                               ..                      22.2.16
//////////获取配置描述符///////////////////////              
  17.0  CTL    80 06 00 02  00 00 09 00                            GET DESCRIPTOR          23.1.0         28us  
///////////返回配置描述符///////////////////////
  17.0  DI     09 02 20 00  01 01 00 80  dd                        .. ......               23.2.0         50ms  
/////////获取0x20字节的配置描述符集合,包括配置描述符,接口描述符,端点描述符等/////////
  17.0  CTL    80 06 00 02  00 00 20 00                            GET DESCRIPTOR          24.1.0         30us
/////////返回了0x20字节的配置描述符集合/////////////  
  17.0  DI     09 02 20 00  01 01 00 80  dd 09 04 00  00 02 08 06  .. .............        24.2.0         83ms  
               50 00 07 05  82 02 40 00  00 07 05 02  02 40 00 00  P.....@......@..        24.2.16 
////////获取字符串描述符的语言ID///////////////            
  17.0  CTL    80 06 00 03  00 00 02 00                            GET DESCRIPTOR          25.1.0         29us 
///////设备返回语言ID,第一字节表示语言ID的长度/////////////// 
  17.0  DI     04 03                                               ..                      25.2.0         45ms  
////////根据长度获取4字节的字符串描述符的语言ID///////////////
  17.0  CTL    80 06 00 03  00 00 04 00                            GET DESCRIPTOR          26.1.0         17ms 
////////设备返回完整的语言ID//////////////// 
  17.0  DI     04 03 09 04                                         ....                    26.2.0         53ms  
/////////获取索引为2的字符串描述符///////////
  17.0  CTL    80 06 02 03  09 04 02 00                            GET DESCRIPTOR          27.1.0         27us  
//////////设备返回字符串描述符,第一字节为该字符串描述符的长度//////////
  17.0  DI     12 03                                               ..                      27.2.0         46ms  
/////////根据长度获取索引为2的字符串描述符///////////
  17.0  CTL    80 06 02 03  09 04 12 00                            GET DESCRIPTOR          28.1.0         23us  
/////////设备返回完整的0x12字节字符串描述符/////////
  17.0  DI     12 03 32 00  30 00 37 00  31 00 30 00  39 00 38 00  ..2.0.7.1.0.9.8.        28.2.0         70ms  
               32 00                                               2.                      28.2.16 
////////////////设置配置///////////////////////////////             
  17.0  CTL    00 09 01 00  00 00 00 00                            SET CONFIG              29.1.0         28us
////////////////设置接口////////////////////////////////  
  17.0  CTL    01 0b 00 00  00 00 00 00                            SET INTERFACE           30.1.0         22ms
//////////////获取最大逻辑单元/////////////////////////  
  17.0  CTL    a1 fe 00 00  00 00 01 00                            GET MAX LUN             31.1.0        158us  
  17.0  DI     00                                                  .                       31.2.0         53ms
///////////////USB大容量存储设备的命令块封包(CBW)////////  
  17.2  DO     55 53 42 43  c8 58 25 81  24 00 00 00  80 00 06 12  USBC.X%.$.......        32.1.0        3.0ms  
               00 00 00 24  00 00 00 00  00 00 00 00  00 00 00     ...$...........         32.1.16              


以下是我在做USB键盘时,通过串口发回的调试信息,从这也可以看到枚举的过程。

系统启动................................
断开USB连接........................
USBD12芯片初始化
   设置地址.....................
       地址为:  0
连接USB...............
USB总线复位................................
USB总线挂起................................
USB总线复位................................
USB总线挂起................................
USB总线复位................................
USB标准请求................................
    获取描述符................................
        获取设备描述符................................
USB总线复位................................
USB标准请求................................
   设置地址.....................
       地址为:  2
USB标准请求................................
    获取描述符................................
        获取设备描述符................................
USB标准请求................................
    获取描述符................................
USB标准请求................................
    获取描述符................................
        获取配置描述符................................
USB标准请求................................
    获取描述符................................
        获取字符串描述符................................
            获取语言ID................................
USB标准请求................................
    获取描述符................................
        获取字符串描述符................................
            获取设备序列号................................
USB标准请求................................
    获取描述符................................
USB标准请求................................
    获取描述符................................
        获取配置描述符................................
USB标准请求................................
    获取描述符................................
USB标准请求................................
    获取描述符................................
USB标准请求................................
    获取描述符................................
        获取字符串描述符................................
            获取语言ID................................
USB标准请求................................
    获取描述符................................
        获取字符串描述符................................
            获取产品字符串................................
USB标准请求................................
    获取描述符................................
USB标准请求................................
    获取描述符................................
USB标准请求................................
    获取描述符................................
USB标准请求................................
    获取描述符................................
USB标准请求................................
    获取描述符................................
USB标准请求................................
    获取描述符................................
        获取字符串描述符................................
            获取语言ID................................
USB标准请求................................
    获取描述符................................
        获取字符串描述符................................
            获取产品字符串................................
USB标准请求................................
    获取描述符................................
USB标准请求................................
    获取描述符................................
USB标准请求................................
    获取描述符................................
USB标准请求................................
    获取描述符................................
USB标准请求................................
    获取描述符................................
USB标准请求................................
    获取描述符................................
        获取设备描述符................................
USB标准请求................................
    获取描述符................................
USB标准请求................................
    获取描述符................................
        获取配置描述符................................
USB标准请求................................
    获取描述符................................
        获取配置描述符................................
USB标准请求................................
    获取描述符................................
USB标准请求................................
    获取描述符................................
USB标准请求................................
    设置配置................................
USB类请求................................
    设置空闲................................
USB标准请求................................
    获取描述符(从接口)..............................
        获取报告描述符................................
USB标准请求................................
    获取描述符(从接口)..............................
USB标准请求................................
    获取描述符(从接口)..............................
USB标准请求................................
    获取描述符(从接口)..............................
USB标准请求................................
    获取描述符(从接口)..............................
USB标准请求................................
    获取描述符(从接口)..............................
USB标准请求................................
    获取描述符(从接口)..............................
USB标准请求................................
    获取描述符(从接口)..............................

 

(来自USB小组专区:http://group.**/93/
                       By computer00 @ 2007-09-10)

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computer00|  楼主 | 2007-9-17 09:58 | 只看该作者

USB入门系列之七 —— USB的描述符及各种描述符之间的依赖关

[原创] USB入门系列之七 —— USB的描述符及各种描述符之间的依赖关系

    USB是个通用的总线,端口都是统一的。但是USB设备却各种各样,
例如USB鼠标,USB键盘,U盘等等,那么USB主机是如何识别出不同的
设备的呢?这就要依赖于描述符了。
    USB的描述符主要有设备描述符,配置描述符,接口描述符,
端点描述符,字符串描述符,HID描述符,报告描述符等等。
关于报告描述符,请看我以前写的:《USB HID报告及报告描述符简介 》
 http://group.**/93/198.aspx。

    一个USB设备有一个设备描述符,设备描述符里面决定了该设备有多
少种配置,每种配置描述符对应着配置描述符;而在配置描述符中又定义
了该配置里面有多少个接口,每个接口有对应的接口描述符;在接口描
述符里面又定义了该接口有多少个端点,每个端点对应一个端点描述符;
端点描述符定义了端点的大小,类型等等。由此我们可以看出,USB的
描述符之间的关系是一层一层的,最上一层是设备描述符,下面是配置
描述符,再下面是接口描述符,再下面是端点描述符。在获取描述符时,
先获取设备描述符,然后再获取配置描述符,根据配置描述符中的配置
集合长度,一次将配置描述符、接口描述符、端点描述符一起一次读回。
其中可能还会有获取设备序列号,厂商字符串,产品字符串等。
    
     每种描述符都有自己独立的编号,如下:
#define DEVICE_DESCRIPTOR               0x01  //设备描述符
#define CONFIGURATION_DESCRIPTOR        0x02  //配置描述符
#define STRING_DESCRIPTOR               0x03  //字符串描述符
#define INTERFACE_DESCRIPTOR            0x04  //接口描述符
#define ENDPOINT_DESCRIPTOR             0x05  //端点描述符
    
下面分别详细介绍一下各描述符。

1.设备描述符

//定义标准的设备描述符结构

typedef struct _DEVICE_DCESCRIPTOR_STRUCT
{
 BYTE blength;                               //设备描述符的字节数大小
 BYTE bDescriptorType;                      //设备描述符类型编号
 WORD bcdUSB;                                //USB版本号
 BYTE bDeviceClass;                          //USB分配的设备类代码
 BYTE bDeviceSubClass;                       //USB分配的子类代码
 BYTE bDeviceProtocol;                       //USB分配的设备协议代码
 BYTE bMaxPacketSize0;                       //端点0的最大包大小
 WORD idVendor;                              //厂商编号
 WORD idProduct;                             //产品编号
 WORD bcdDevice;                             //设备出厂编号
 BYTE iManufacturer;                         //设备厂商字符串的索引
 BYTE iProduct;                              //描述产品字符串的索引
 BYTE iSerialNumber;                         //描述设备序列号字符串的索引
 BYTE bNumConfigurations;                    //可能的配置数量
}
DEVICE_DESCRIPTOR_STRUCT, * pDEVICE_DESCRIPTOR_STRUCT;

//实际的设备描述符示例
code DEVICE_DESCRIPTOR_STRUCT device_descriptor=   //设备描述符
{
 sizeof(DEVICE_DESCRIPTOR_STRUCT),                   //设备描述符的字节数大小,这里是18字节
 DEVICE_DESCRIPTOR,                              //设备描述符类型编号,设备描述符是01
 0x1001,   //USB版本号,这里是USB01.10,即USB1.1。由于51是大端模式,所以高低字节交换
 0x00,                                 //USB分配的设备类代码,0表示类型在接口描述符中定义
 0x00,                                 //USB分配的子类代码,上面一项为0时,本项也要设置为0
 0x00,                                //USB分配的设备协议代码,上面一项为0时,本项也要设置为0
 0x10,                                //端点0的最大包大小,这里为16字节
 0x7104,                             //厂商编号,这个是需要跟USB组织申请的ID号,表示厂商代号。
 0xf0ff,        //该产品的编号,跟厂商编号一起配合使用,让主机注册该设备并加载相应的驱动程序
 0x0100,       //设备出厂编号
 0x01,        //设备厂商字符串的索引,在获取字符串描述符时,使用该索引号来识别不同的字符串
 0x02,        //描述产品字符串的索引,同上
 0x03,         //描述设备序列号字符串的索引,同上
 0x01                        //可能的配置数为1,即该设备只有一个配置
};

2.配置描述符

//定义标准的配置描述符结构

typedef struct _CONFIGURATION_DESCRIPTOR_STRUCT
{
 BYTE bLength;                               //配置描述符的字节数大小
 BYTE bDescriptorType;                       //配置描述符类型编号
 WORD wTotalLength;                          //此配置返回的所有数据大小
 BYTE bNumInterfaces;                        //此配置所支持的接口数量
 BYTE bConfigurationValue;                   //Set_Configuration命令所需要的参数值
 BYTE iConfiguration;                        //描述该配置的字符串的索引值
 BYTE bmAttributes;                          //供电模式的选择
 BYTE MaxPower;                              //设备从总线提取的最大电流
}
CONFIGURATION_DESCRIPTOR_STRUCT, * pCONFIGURATION_DESCRIPTOR_STRUCT;

2.接口描述符

//定义标准的接口描述符结构

typedef struct _INTERFACE_DESCRIPTOR_STRUCT
{
 BYTE bLength;                               //接口描述符的字节数大小
 BYTE bDescriptorType;                       //接口描述符的类型编号
 BYTE bInterfaceNumber;                      //该接口的编号
 BYTE bAlternateSetting;                     //备用的接口描述符编号
 BYTE bNumEndpoints;                         //该接口使用的端点数,不包括端点0
 BYTE bInterfaceClass;                       //接口类型
 BYTE bInterfaceSubClass;                    //接口子类型
 BYTE bInterfaceProtocol;                    //接口遵循的协议
 BYTE iInterface;                            //描述该接口的字符串索引值
}
INTERFACE_DESCRIPTOR_STRUCT, * pINTERFACE_DESCRIPTOR_STRUCT;

4.端点描述符

//定义标准的端点描述符结构

typedef struct _ENDPOINT_DESCRIPTOR_STRUCT
{
 BYTE bLegth;                                //端点描述符字节数大小
 BYTE bDescriptorType;                       //端点描述符类型编号
 BYTE bEndpointAddress;                      //端点地址及输入输出属性
 BYTE bmAttributes;                          //端点的传输类型属性
 WORD wMaxPacketSize;                        //端点收、发的最大包大小
 BYTE bInterval;                             //主机查询端点的时间间隔
}
ENDPOINT_DESCRIPTOR_STRUCT, * pENDPOINT_DESCRIPTOR_STRUCT;

下面是一个配置描述符集合的定义
typedef struct _CON_INT_ENDP_DESCRIPTOR_STRUCT
{
 CONFIGURATION_DESCRIPTOR_STRUCT configuration_descriptor;
 INTERFACE_DESCRIPTOR_STRUCT  interface_descritor;
 ENDPOINT_DESCRIPTOR_STRUCT  endpoint_descriptor[ENDPOINT_NUMBER];
}CON_INT_ENDP_DESCRIPTOR_STRUCT;

配置描述符集合的示例


code CON_INT_ENDP_DESCRIPTOR_STRUCT con_int_endp_descriptor=  //配置描述符集合
{
//configuration_descriptor                     //配置描述符
{
 sizeof(CONFIGURATION_DESCRIPTOR_STRUCT),      //配置描述符的字节数大小,这里为9
 CONFIGURATION_DESCRIPTOR,                     //配置描述符类型编号,配置描述符为2
 (sizeof(CONFIGURATION_DESCRIPTOR_STRUCT)+
 sizeof(INTERFACE_DESCRIPTOR_STRUCT)+
 sizeof(ENDPOINT_DESCRIPTOR_STRUCT)*ENDPOINT_NUMBER)*256+
 (sizeof(CONFIGURATION_DESCRIPTOR_STRUCT)+
 sizeof(INTERFACE_DESCRIPTOR_STRUCT)+
 sizeof(ENDPOINT_DESCRIPTOR_STRUCT)*ENDPOINT_NUMBER)/256,   //配置描述符集合的总大小
 0x01,                                  //只包含一个接口
 0x01,                                  //该配置的编号
 0x00,                                  //iConfiguration字段
 0x80,                                  //采用总线供电,不支持远程唤醒
 0xC8                                   //从总线获取最大电流400mA
},
//interface_descritor                   //接口描述符
{
 sizeof(INTERFACE_DESCRIPTOR_STRUCT),   //接口描述符的字节数大小,这里为9
 INTERFACE_DESCRIPTOR,                  //接口描述符类型编号,接口描述符为3
 0x00,                                  //接口编号为4
 0x00,                                  //该接口描述符的编号为0
 ENDPOINT_NUMBER,                       //非0端点数量为2,只使用端点主端点输入和输出
 0x08,                                  //定义为USB大容量存储设备
 0x06,                                  //使用的子类,为简化块命令
 0x50,                                  //使用的协议,这里使用单批量传输协议
 0x00                                   //接口描述符字符串索引,为0,表示没有字符串
},

//endpoint_descriptor[]
{
 {                                     //主端点输入描述
  sizeof(ENDPOINT_DESCRIPTOR_STRUCT),  //端点描述符的字节数大小,这里为7
  ENDPOINT_DESCRIPTOR,                 //端点描述符类型编号,端点描述符为5
  MAIN_POINT_IN,                       //端点号,主输入端点
  ENDPOINT_TYPE_BULK,                  //使用的传输类型,批量传输
  0x4000,                              //该端点支持的最大包尺寸,64字节
  0x00                                 //中断扫描时间,对批量传输无效
 },
  
 {                                     //主端点输出描述
  sizeof(ENDPOINT_DESCRIPTOR_STRUCT),  //端点描述符的字节数大小,这里为7
  ENDPOINT_DESCRIPTOR,                 //端点描述符类型编号,端点描述符为5
  MAIN_POINT_OUT,                      //端点号,主输出端点
  ENDPOINT_TYPE_BULK,                  //使用的传输类型,批量传输
  0x4000,                              //该端点支持的最大包尺寸,64字节
  0x00                                 //中断扫描时间,对批量传输无效
 }
}
};

其中关于端点的类型定义如下
//定义的端点类型
#define ENDPOINT_TYPE_CONTROL           0x00  //控制传输
#define ENDPOINT_TYPE_ISOCHRONOUS       0x01  //同步传输
#define ENDPOINT_TYPE_BULK              0x02  //批量传输
#define ENDPOINT_TYPE_INTERRUPT         0x03  //中断传输

端点号的定义如下
#define MAIN_POINT_OUT           0x02   //2号输出端点
#define MAIN_POINT_IN            0x82   //2号输入端点

 

(来自USB小组专区:http://group.**/93/
                       By computer00 @ 2007-09-14)

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lijun1986| | 2009-12-4 08:48 | 只看该作者
这帖一定要顶~~~

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lijun1986| | 2009-12-4 10:52 | 只看该作者
我已经整理做好了PDF

USB入门.pdf

203.95 KB

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17
chengfei21| | 2009-12-5 16:52 | 只看该作者
路过,顶一个

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18
ningling_21| | 2009-12-6 22:06 | 只看该作者
学习了,顺便顶起!

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19
armjishu123| | 2009-12-8 18:31 | 只看该作者
支持!

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20
alexxu_118| | 2010-5-20 14:15 | 只看该作者
支持支持啊!

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