基于CY7C68013A的USB控制系统设计研究

系统中使用了2个配置描述符，分别为高速配置和全速配置，每个配置使用1个接口，并对应1个接口描述符，每个接口应用了4个端点，对应4个端点描述符。同时端点配置为块传输模式，2、4端点为OUT，6、8端点为IN，最大数据包长度为512 B，上位机通过O端点来操作、控制USB设备。设备描述符中VID=Ox04B4，PID=0x1304，用于指示设备供应商和产品信息，并用于上电时帮助主机加载合适的驱动程序，进而下载相应的固件程序。固件中对标准请求的响应部分，主要是让上位机能够对描述符进行读取和写操作。自定义请求响应主要实现上位机发送控制命令，来使能USB功能设备、以及执行相应的功能的目的，如DR_SendData，DR_ReadData。

固件设计流程图如图3所示。

用户初始化设备部分放在TD_Init()子程序中，负责整个USB设备的初始化过程。在定向描述符之后，需要把所用中断打开，并开启8051全局中断EA=1。由于EZ-USB设备启动需要重列举，因而需要通过设置和判断USBCS寄存器的RENUM和DISCON位来模拟设备物理上的断开和连接过程。用户外围设备控制功能的实现放在TD_Poll()子程序中，同时主循环中的SetupCommand()子程序用于接收、分析上位机的控制信号，响应上位机请求(标准请求和用户自定义请求)。

3．4 上位机界面设计

为了能够很好地控制USB设备，需要编写上位机控制界面。界面程序在VC++6．O环境下开发，该环境具有编程简单、快捷等的特点，便于开发可视化程序。Cypress公司为EZ_USB系列芯片提供了开发库CyAPI．lib，使用其中的控制函数类，可以在VC++6．0环境下开发界面程序。建立MFC(exe)工程后，在工程中加入CyAPI．lib，并且在主文件头部添加EZ-USB开发环境中提供的CyAPI．h，cyioctl．h头文件。利用库中的控制函数，如VendorID，ProductID等，可以获取USB设备的描述信息，同时也可以编写相关的控制功能程序。

3．5 系统设计中关键问题

(1)一个设备只能有一个设备描述符，可以有多个配置描述符，多个接口描述符，以及多个端点描述符。
   　 (2)设备描述符中VID，PID要与驱动中的相一致，否则不能自动加载相应的固件程序。
　    (3)固件程序必须转换为．spt格式，用于固件加载的驱动程序和固件程序应放在一个文件夹。
 　   (4)端点0为缺省控制端点，其可设置最大数据包长度为64 B，在设备描述符中wMaxPacketSize字段描述。
 　   (5)传输模式有中断传输、块传输、同步传输、控制传输四类，需根据自己设计需求选择，同时注意最大数据包长度的设置。

4 驱动程序

对于USB设备，Windows操作系统要想对其实现操作，必须借助于驱动程序来实现。主机和驱动程序直接通信，交换数据，而驱动程序则和硬件资源进行通信，从而很好地控制USB设备。Cypress提供的开发环境中自带了相关的驱动程序CyLoad．sys和CyUSB．sys，可以直接使用，缩短了系统的开发周期。其中CyLoad．sys用于主机向USB设备下载固件程序，CyUSB．sys实现主机和固件程序通信。为了在CyLoad．sys的帮助下实现固件的自动下载，固件程序CyLoad．HEX必须转换为适合自动下载的CyLoad．spt文件，并且与CyLoad．sys一起放在CyLoad文件夹下，拷贝到系统system32目录下。在安装文件CyUSB．inf中设置的PID，VID必须和描述符中的一致，使得能够自动加载对应固件。

5 实验

实验系统，采用CY7C68013A-56pin作为USB设备芯片，实现控制LED和读取I／O数据功能。由于芯片采用3．3 V电压供电，因此可以从主机USB口取电，经LM317电压调整芯片转换为3．3 V，也可外接3．3 V电压供电。在PD口接LED，显示TD_Poll(void)实现的功能(灯亮／灭间隔300 ms)，而PA口LED用于显示判断主机发送数据。PB口接高／低电平，用于主机读取该口数据，可以验证主机接收数据的正确性。

初始化子程序：

作者：赵铁军   来源：现代电子技术