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USB2.0高速週邊裝置設計之實務應用 (修訂版)(附範例光碟及PCB單板)

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			9789572163801
			許永和
			全華科技
			2008年11月12日
			720.00 元
			HK$ 684

詳
細
資
料

* 叢書系列：大專電子
* 規格：平裝 / 776頁 / 19.0*26.0 cm / 普級 / 單色印刷 / 初版
* 出版地：台灣

大專電子

分
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同
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書
推
薦

內
容
簡
介

　　以往學習USB的過程中大多是由USB的各種理論與基本概念開始，再延伸至程式碼的撰寫。但由於USB的理論規範太多，這樣不僅學習的效果不彰，也將造成學習上的困難，因此，本書的編排架構是以一邊介紹理論規範，一邊使用C語言撰寫的應用範例來輔助讀者學習與了解。如此一來可讓讀者對於USB 裝置的設計與應用有著最完整的瞭解與認識。本書適用於科大電子、電機系「USB應用實務」課程使用。

本書特色

　　1. 本書以單晶微處理機的學習方向來導入高速USB介面的設計，使讀者在學習過程中，慢慢地克服艱澀的技術瓶頸。

　　2. 本書對於複雜與繁瑣的USB通訊，提供了EZ-USB韌體函式庫與韌體架構，大幅度地降低了我們在撰寫韌體程式碼的困難度。

　　3. 為了使初學者能快速地學習高速USB介面設計，本書附贈一片USB 2.0晶片組FX2-56核心單板的空板。僅需購買些許零件即可執行高速USB介面設計及部分實驗單元，應用範圍相當廣泛，並可用於不同的產品或是專題裡一起整合及測試。

目
錄

第1章　USB的基本架構與特性1-1
1.1　什麼是USB?1-2
1.2　如何安裝USB裝置?1-4
1.3 　USB的匯流排結構1-8
1.4　USB資料流的模式與管線的概念1-11
1.5　USB傳輸類型1-13
1.6　USB的連接器與纜線1-17
1.6.1　機械結構1-17
1.6.2　USB介面的電氣特性1-20
1.6.3　USB匯流排狀態 1-22
1.6.4　USB的電源管理1-29
1.7　USB的編碼方式1-30
1.8　USB介面的通信協定1-31
1.8.1 　資料欄位的格式1-32
1.8.2　封包格式1-36
1.8.3　資料交易格式1-40
1.9　分割資料交易1-46
1.10 　USB描述元1-50
1.11　USB標準裝置要求1-55
1.12　裝置群組1-57
1.13　結論1-59

第 2章　EZ-USB FX2晶片組特性2-1
2.1　前　言2-1
2.2　EZ-USB FX2硬體架構圖2-3
2.3 　USB內核2-7
2.4　FX2微處理機2-8
2.5　重新裝置列舉2-9
2.6　FX2端點緩衝區2-9
2.7　外部FIFO介面2-12
2.8　FX2系列 - GPIF(泛用型可程式化的界面)2-14
2.9　FX2晶片組系列2-15
2.9.1 　56-Pin包裝2-17
2.9.2　100-Pin包裝2-19
2.9.3　128-Pin 包裝2-20
2.10　 Cypress全速與高速晶片組的差異2-23
2.11　暫存器的應用2-37

第3章　EZ-USB FX2 CPU3-1
3.1 　增強的8051特性3-2
3.2　執行效率的總覽說明3-3
3.3　軟體相容性3-5
3.4　803x/805x 特性比較3-5
3.5　FX2 CPU/DS80C320差異性3-5
3.6　FX2 CPU暫存器介面3-7
3.7　FX2 CPU內部RAM3-8
3.8　週邊I/O埠3-8
3.9　中　斷3-9
3.10　電源控制3-10
3.11　特殊功能暫存器 (SFR)3-10
3.12　外部位址／資料匯流排3-11
3.13　計時器／計數器3-12

第4章　輸入／輸出與記憶體4-1
4.1　輸入／輸出(I/O)簡介4-2
4.2　週邊I/O埠4-2
4.3　週邊I/O埠切換功能 4-5
4.3.1　A埠切換功能4-7
4.3.2　埠B與埠D的切換功能4-8
4.3.3　C埠切換功能4-9
4.3.4 　埠E的切換功能4-9
4.4　I2C控制器4-11
4.5　I2C匯流排的應用4-12
4.6　控制位元4-14
4.6.1 　START位元4-14
4.6.2　STOP位元4-15
4.6.3　LASTRD位元4-15
4.7　狀態位元4-15
4.7.1 　DONE位元4-15
4.7.2　ACK位元4-16
4.7.3　BERR位元4-16
4.7.4　ID1，ID04-16
4.8 　送出I2C資料步驟4-16
4.9　接收I2C資料步驟4-17
4.10　EEPROM啟動載入器4-18
4.11　FX2記憶體簡介4-19
4.11.1　內部資料RAM4-19
4.11.2　8051記憶體4-21
4.12　FX2記憶體對映 4-24
4.13　“Von-Neumannizing”外接程式與4-27
4.14　在0xE000-0xFFFF位址的內建資料 4-27

第5章　軟體發展工具5-1
5.1　FX2發展系統驅動程式安裝5-1
5.2　控制平台 (Control panel)應用環境基本操作5-6
5.3　控制平台總覽5-9
5.4　FX2發展系統測試軟體及工具5-20
5.5 　Keil C51工具軟體-μVisions5-22
5.5.1　安裝與進入μVision2軟體5-22
5.5.2　Keil μVision2軟體環境介紹5-25
5.5.3　新專案建立5-26
5.5.4　Debug除錯環境介紹5-26
5.5.5　 μVision整合發展環境工具列與功能說明5-35

第6章　硬體發展工具6-1
6.1　硬體開發工具的基本架構 6-2
6.2　硬體工具組介紹6-5
6.2.1　FX2-56核心單板6-5
6.2.2　CPLD-AD/IO擴充電路板6-9
6.2.3 　CPLD-AD/IO擴充電路板週邊介紹6-20
6.3　初步安裝程序6-28
6.3.1　確認主機是否支援USB 2.0規格6-29

第7章　I/O實驗範例-LED輸出7-1
7.1　硬體設計與基本概念7-2
7.2　韌體程式碼設計7-3
7.3　程式編譯與鏈結7-5
7.4　七段顯示器輸出實驗7-15
7.4.1　韌體程式碼設計7-18
7.4.2 　韌體程式碼的編譯與鏈結7-20
7.5　結　論7-20

第8章　I/O實驗範例－LCD顯示器8-1
8.1 　硬體設計與基本概念8-1
8.1.1　液晶顯示器(LCD)8-1
8.2　韌體程式設計8-21
8.3　韌體程式碼的編譯與鏈結8-23

第9章　存取端點緩衝區9-1
9.1　FX2的大容量端點和小容量端點9-2
9.2　高速和全速的差異處9-3
9.3　CPU配置端點9-4
9.4　CPU存取FX2端點資料9-8
9.5　FX2端點的CPU控制9-9
9.5.1 　控制EP0、EP1IN和EP1OUT的暫存器9-9
9.5.2　EP1INCS9-16
9.5.3　控制EP2、EP4、EP6與 EP8的暫存器9-17
9.5.4　控制所有端點的暫存器9-24
9.5.5　SETUP資料指標器9-31
9.5.6　傳輸長度9-34
9.5.7　可存取的記憶體空間9-34
9.6　自動指標器9-34
9.7　存取端點程式設計9-36
9.7.1 　小容量端點-EP1端點測試9-36
9.7.2　大容量端點-EP2/4/6/8端點測試9-41

第10章　中　斷10-1
10.1　簡　介10-1
10.2　中斷SFR暫存器10-2
10.3　中斷處理10-6
10.3.1 　中斷遮罩10-7
10.3.2　中斷優先權10-8
10.3.3　中斷取樣10-8
10.4　USB特定中斷10-9
10.4.1 　回復中斷10-9
10.4.2　USB中斷10-9
10.5　USB自動向量10-19
10.5.1　USB自動向量解碼 10-21
10.6　I2C中斷10-23
10.7　FIFO/GPIF中斷(INT4)10-24
10.8　 FIFO/GPIF-中斷自動向量10-25
10.8.1　FIFO/GPIF自動向量解碼10-26
10.9　USB巨量中斷程式碼撰寫10-27
10.9.1　小容量端點-EP1中斷程式碼撰寫10-28
10.9.2　大容量端點-EP2中斷程式碼撰寫10-32
10.10 　SOF中斷10-33
10.11　I2C中斷10-36

第11章　重置與電源管理11-1
11.1　簡　介11-1
11.2　FX2打開電源重置(POR)11-2
11.3　CPU重置的釋放11-3
11.3.1　RAM的下載 11-4
11.3.2　下載EEPROM11-4
11.3.3　外部ROM11-4
11.4　CPU重置所產生的影響11-5
11.5 　USB匯流排重置11-5
11.6　FX2脫離11-6
11.7　各種重置狀態的總結11-6
11.8　USB電源管理 11-7
11.9　中止(Suspend)11-10
11.10　喚醒／回復(Resume)11-11
11.10.1　喚醒中斷11-13
11.11 USB 回復(遠端喚醒)11-14
11.11.1　WU2 接腳11-15
11.12　結　論11-16

第12章　控制傳輸與端點012-1
12.1　端點0基本概念12-2
12.2　控制端點，EP012-2
12.3　USB標準要求12-7
12.4　標準裝置要求12-9
12.5　標準介面要求12-11
12.6 　標準端點要求12-12
12.7　FX2 USB標準要求12-14
12.7.1　取得狀態，Get Status12-15
12.7.2 　設定特性－Set Feature12-19
12.7.3　清除特性－Clear Feature12-21
12.7.4　取得描述元－Get Descriptor12-22
12.7.5　設定描述元－Set Descriptor12-26
12.7.6　設定配置－Set Configuration12-29
12.7.7　取得配置－Get Configuration12-30
12.7.8　設定介面－Set Interface12-30
12.7.9　取得介面－Get_Interface12-31
12.7.10　設定位址－Set Address12-32
12.7.11　同步訊框12-33
12.7.12　韌體下載12-34

第 13章　重新裝置列舉13-1
13.1　重新裝置列舉基本概念13-2
13.2　裝置列舉步驟13-4
13.3　裝置列舉步驟的實現-使用USB分析儀工具13-6
13.4　預設的FX2 USB裝置13-19
13.5　裝置列舉模式13-20
13.6 　無EEPROM或是無效的EEPROM13-21
13.7　存在著EEPROM，第一個位元組是0xC013-22
13.8　存在著 EEPROM，第一個位元組是0xC213-23
13.9　配置位元組013-25
13.10　韌體執行重新裝置列舉13-26
13.11 　多重-重新裝置列舉13-27
13.12　預設裝置的各個描述元13-27
13.13　裝置列舉程式碼的撰寫13-30

第 14章　韌體架構14-1
14.1　韌體架構總覽14-2
14.2　建立韌體架構14-4
14.3　韌體架構之副函式鉤子14-5
14.3.1　工作分配器14-6
14.3.2　裝置要求(Device Request)14-7
14.3.3　 USB中斷服務常式14-11
14.4　韌體架構之整體變數14-16
14.5　描述元表格14-17
14.5.1　裝置描述元 14-19
14.5.2　裝置合格器描述元14-19
14.5.3　其他速度配置描述元(Other-Speed- Configuration)14-20
14.5.4　配置描述元14-20
14.5.5　介面描述元14-21
14.5.6　端點描述元14-22
14.5.7　字串描述元14-22
14.5.8　群組描述元14-23
14.6　韌體架構程式－FW.C14-24
14.6.1　同步化的延遲14-32
14.7　專案檔案的設計14-34

第15章　巨量傳輸 15-1
15.1　簡　介15-1
15.2　巨量傳輸15-2
15.3　中斷傳輸15-4
15.4　巨量IN傳輸15-4
15.5　巨量OUT傳輸15-5
15.6　巨量傳輸程式設計15-8
15.6.1　巨量迴圈傳輸-BULKLOOP 範例15-8
15.6.2　巨量迴圈傳輸-BULKLOOP測試15-20
15.6.3　巨量傳輸測試，BULKSRC範例15-28

第 16章　泛用型驅動程式16-1
16.1　階層式的驅動程式16-2
16.1.1　PC主機的USB驅動程式16-4
16.1.2 　Windows選擇驅動程式16-8
16.2　EZ-USB GPD驅動程式16-9
16.2.1　EZ-USB介面支援16-9
16.2.2 　建構EZ-USB GPD驅動程式16-9
16.2.3　載入EZ-USB GPD驅動程式16-10
16.3　INF檔案16-10
16.3.1 　登錄編輯器16-14
16.3.2　INF檔的基本架構16-15
16.3.3　INF文件的定義16-31
16.3.4　 INF安裝資訊檔案的開啟16-31
16.4　連接至 GPD的使用者模式介面16-33
16.4.1　符號鏈結字串16-33
16.4.2 　裝置I/O控制16-34
16.5　I/O控制程式碼(I/O Control Code，IOCTL)參考程式16-35
16.5.1 　標準的裝置要求IOCTL16-35
16.5.2　資料傳輸IOCTL16-38
16.5.3　其他功能的 IOCTLs16-44
16.5.4 　EZ-USB 特定IOCTL16-47
16.6　控制平台的實現16-48

第17章　PC應用程式設計17-1
17.1 　迴路測試巨量傳輸17-2
17.1.1　韌體程式設計17-2
17.1.2　Visual Basic程式設計17-4
17.1.3 　VC++程式設計17-19
17.2　USB輸入／輸出控制裝置17-23
17.2.1　單端點的USB輸出裝置17-23
17.2.2 　3個端點的USB輸出裝置17-32
17.3　USB 2.0週邊裝置的速度測試17-41
17.3.1　韌體程式設計17-41
17.3.2 　PC應用程式設計17-45

第18章　HID群組18-1
18.1　HID簡介18-2
18.2　HID 群組的特性與限制18-2
18.3　HID基本要求18-5
18.4　韌體要求18-7
18.5　辨識HID裝置18-8
18.5.1 　描述元的內容18-9
18.5.2　啟動介面(Boot Interfaces)18-13
18.5.3　版本修訂的相容性18-14
18.5.4 　HID群組描述元18-14
18.6　報告描述元18-16
18.7　HID群組要求18-21

第19章　HID I/O韌體程式設計19-1
19.1　設計概念19-2
19.2　韌體程式設計19-3
19.2.1　 DSCR.A51檔案的修改19-3
19.2.2　FW.C檔案的修改19-9
19.2.3　BULKLOOP.C檔案的修改19-11
19.3 　韌體程式碼的編譯與鏈結19-14

第20章　HID PC應用程式設計20-1
20.1　PC主機通訊的基本概念 20-2
20.2　主機如何發現裝置20-2
20.3　所需之API相關文件20-3
20.4　HID裝置驅動程式與DLL的特性20-5
20.5　HID API函式20-7
20.6　Windows與HID通訊的API函式20-9
20.7　打開 HID裝置的通訊步驟20-14
20.8　Visual Basic程式設計20-16
20.9　簡化Visual Basic應用程式-DLL 的引用20-17

第21章　Slave FIFO設計與應用21-1
21.1　硬　體21-2
21.1.1　Slave FIFO接腳21-3
21.1.2　FIFO資料匯流排 (FD)21-4
21.1.3　介面時脈(IFCLK)21-6
21.1.4　FIFO旗標接腳(FLAGA，FLAGB，FAGC，FLAGD)21-9
21.1.5 　控制接腳(SLOE，SLRD，SLWR，PKTEND，FIFOADR[1:0])21-12
21.1.6　Slave FIFO晶片選擇接腳 (SLCS)21-14
21.1.7　實現同步的Slave FIFO寫入的動作21-14
21.1.8　實現同步的Slave FIFO讀取21-18
21.1.9　實現非同步Slave FIFO寫入21-20
21.1.10 實現非同步Slave FIFO讀取21-22
21.2　韌體程式設計21-24
21.2.1　存取FIFO的韌體程式21-24
21.2.2 　EPx記憶體21-30
21.2.3　Slave FIFO可程式化準位旗標(PF)21-31
21.2.4　自動輸入／自動輸出模式 21-39
21.2.5　AUTOOUT＝1，CPU 存取OUT封包21-41
21.2.6　AUTOOUT＝0，CPU存取OUT封包21-41
21.2.7　CPU 存取IN封包，AUTOIN＝121-45
21.2.8　存取IN封包，AUTOIN＝021-47
21.2.9 　自動輸入／自動輸出啟始程序21-49
21.2.10　自動模式：同步與非同步Slave FIFO IN資料傳輸21-50

第 22章　實現Slave FIFO之CPLD設計22-1
22.1　Altera QuartusII基本介紹22-2
22.2 　七段顯示器輸出測試22-3
22.3　七段顯示器與按鍵測試22-6
22.4　非同步Slave FIFO設計與實現22-9
22.5 　非同步PC應用程式設計22-15
22.5.1　NI Measurement Studio22-15
22.5.2　 Measurement Studio for VC++的引用22-17
22.5.3　非同步傳輸的PC應用程式測試22-22
22.5.4 　同步傳輸的PC應用程式設計22-28
22.6　同步Slave FIFO設計與實現22-34
22.7　同步之PC應用程式測試 22-39
22.8　討　論22-40

第23章　高速A/D轉換之設計與應用23-1
23.1　高速A/D 資料擷取卡23-2
23.2　韌體程式設計23-4
23.3　Slave FIFO的CPLD設計23-4
23.4　PC應用程式測試23-7

附　錄
附錄A　零件表附-1

參考資料

書
評

其他著作