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第1章　USB概述1

1.1　USB的产生1

1.1.1 背景1

1.1.2　USB的特点2

1.1.3　USB的发展历史及前景展望4

1.2　USB系统描述5

1.2.1　USB主机5

1.2.2　USB设备6

1.2.3　USB的连接7

1.3.1 USB主控制器芯片10

1.3　USB接口芯片10

1.3.2　USB集线器芯片11

1.3.3　USB功能设备芯片12

1.4　USB系统的开发13

1.4.1 选择芯片14

1.4.2　开发环境15

1.4.3　设计调试16

第2章　USB系统17

2.1　USB系统的结构17

2.1.1　USB主机17

2.1.2　USB设备20

2.2.1 功能层23

2.2　USB系统的分层23

2.2.2　USB设备层24

2.2.3 USB总线接口层25

2.3　USB通信流27

2.3.1　USB传输管理27

2.3.2　传输中的事务处理27

第3章 USB信号和电源30

3.1 USB信号30

3.1.1 USB信号的发送30

3.1.2　USB信号的接收32

3.1.3 高速USB信号的眼图33

3.1.4　USB设备速度的识别35

3.1.5　USB信号状态37

3.2　USB电源44

3.2.1 电源分配44

3.2.2 电源管理45

第4章　USB事务处理46

4.1　字段的格式46

4.1.1 同步字段（SYNC）46

4.1.2　包标识字段（PID）47

4.1.3　地址字段（ADDR）47

4.1.4 端点字段（ENDP）48

4.1.5　帖号字段49

4.1.6 数据字段49

4.1.7　CRC字段49

4.2　信息包的格式50

4.2.1 令牌包50

4.2.2 数据包52

4.2.3 握手包53

4.3　事务处理54

4.3.1 IN事务处理54

4.3.3　PING事务处理55

4.3.2　OUT事务处理55

4.3.4　SETUP事务处理56

4.3.5　SOF事务处理57

4.3.6　SPLIT事务处理57

4.3.7　PRE事务处理59

第5章　USB数据传输61

5.1 状态机制61

5.1.1 主控制器状态机制62

5.1.2　设备状态机制62

5.2　传输类型65

5.2.1 块传输66

5.2.2　中断传输73

5.2.3 同步传输77

5.2.4　控制传输82

5.3　差错控制88

5.3.1 信息包错误控制机制88

5.3.2 总线超时控制机制89

5.3.3　EOP错误控制机制91

5.3.4　数据触发机制92

5.3.5 串扰和活动丢失控制机制94

第6章　USB设备96

6.1　设备状态96

6.1.2 上电状态97

6.1.1　连接状态97

6.1.3　缺省状态98

6.1.4　地址状态98

6.1.5 配置状态98

6.1.6　挂起状态98

6.2　总线列举99

6.2.1　USB设备的连接99

6.2.2　USB设备的断开101

6.3　描述符101

6.3.1　设备描述符（Device）102

6.3.2　设备限定描述符（Device_Qualifier）103

6.3.3　配置描述符（Configuration）104

6.3.4 其它速率配置描述符（Other_Speed_Configuration）105

6.3.5　接口描述符（Interface）105

6.3.6　端点描述符（Endpoint）107

6.3.7　字符串描述符（String）108

6.4　设备请求108

6.4.1　GetStatus请求109

6.4.2　ClearFeature请求111

6.4.3　SetFeature请求111

6.4.5 GetDescriptor请求112

6.4.4　SetAddress请求112

6.4.6　SetDescriptor请求113

6.4.7　GetConfiguration请求113

6.4.8　SetConfiguration请求114

6.4.9　GetInterface请求114

6.4.10　SetInterface请求114

6.4.11　SynchFrame请求115

第7章　USB主机116

7.1　USB主机的结构116

7.2　客户软件117

7.3　USB系统软件117

7.3.1 配置设备118

7.3.2　资源管理119

7.3.3　数据传输119

7.4　USB主控制器驱动程序119

7.5　USB总线驱动程序120

7.5.1　命令机制121

7.5.2 管道机制122

7.6　USB主控制器123

第8章　USB设备类125

8.1　设备类的定义125

8.2.1 集线器的结构126

8.2　集线器设备类126

8.2.2　集线器设备类描述符129

8.2.3　集线器的标准USB描述符130

8.2.4　集线器设备类请求131

8.3　HID设备类132

8.3.1　HID概述132

8.3.2　HID设备类描述符134

8.3.3　HID设备类请求141

第9章　USB设备驱动程序开发基础144

9.1　WDM概述144

9.2.2　驱动程序的分层145

9.2.1 驱动程序的种类145

9.2　WDM驱动程序的分层145

9.2.3　USB驱动程序栈147

9.2.4　设备对象和设备栈149

9.2.5　USB设备栈150

9.3　WDM内核模式对象152

9.3.1　I/O请求包（IRP）152

9.3.2　驱动程序对象156

9.3.3　设备对象157

9.4　WDM驱动程序的组成159

9.3.4　设备扩展159

9.4.1 驱动程序入口例程（DriverEntry）160

9.4.2　即插即用例程160

9.4.3　分发例程164

9.4.4 电源管理例程165

9.4.5 卸载例程168

第10章　USB设备即插即用的实现169

10.1　即插即用体系结构169

10.2　即插即用设备状态171

10.3　启动设备172

10.3.1 功能驱动程序启动设备172

10.3.3 总线驱动程序启动设备173

10.3.2 过滤驱动程序启动设备173

10.3.4 USB设备的添加和启动174

10.4　停止设备179

10.4.1 停止设备的处理过程179

10.4.2　处理IRP_MN_STOP_DEVICE IRP180

10.5　删除设备181

10.5.1 删除设备的处理过程181

10.5.2 处理IRP_MN_REMOVE_DEVICE IRP183

10.6　PnP IRP及其处理规则185

10.6.1　PnP IRP185

10.6.2　PnP IRP的处理规则186

10.6.3 沿设备栈向下传递PnP IRP187

10.6.4 推迟PnP IRP的处理直至其下层驱动程序处理完毕188

第11章　USB设备驱动程序编程接口192

11.1 USBDI概述192

11.1.1 USBDI的定义192

11.1.2　USBDI的通信管理193

11.2　URB194

11.2.1 URB的结构194

11.2 _URB_HEADER的结构195

11.3　USBDI接口函数198

11.4　USB设备的配置200

11.4.1　读取USB描述符201

11.4.2 为USB设备选择一个配置204

11.5　USB设备的数据传输206

11.5.1 USB块传输和中断传输207

11.5.2　USB同步传输207

11.5.3　USB控制传输208

第12章　USB设备驱动程序开发环境210

12.1　系统环境设置210

12.2　BUILD工具212

12.2.1 环境变量213

12.2.2　sources文件213

12.2.3　dirs文件215

12.2.4　makefile文件216

12.2.5　构造日志文件216

12.2.6　BUILD工具的调用216

12.2.7　NMAKE工具217

12.3　Visual C＋＋开发环境设置218

12.3.1 Makefile项目218

12.3.2　DrvBuild.bat批处理文件221

12.3.3　注意事项222

12.3.4　USB设备驱动程序开发框架223

12.4　USB设备驱动程序的安装223

12.4.1 安装过程224

12.4.2　INF文件228

第13章　三种常用USB接口芯片240

13.1　CY7C630/1xxA240

13.1.1 芯片结构240

13.1.2　存储器241

13.1.3　复位243

13.1.4　通用I/O端口（GPIO）244

13.1.5 中断245

13.1.6　USB引擎247

13.1.7　CY7C63001A的编程250

13.1.8　CY7C63001A的开发者工具包253

13.1.9　CY7C63001A的EPROM编程器256

13.2　EZ-USB257

13.2.1 芯片结构257

13.2.2　增强型8051CPU260

13.2.3　存储空间262

13.2.4　I/O系统264

13.2.5　列举和重列举266

13.2.6　USB中断270

13.3　EZ-USB FX2273

13.3.1　芯片结构273

13.3.2　增强型8051CPU276

13.3.3　存储空间279

13.3.4 I/O系统281

13.3.5 列举和重列举284

第14章　USB接口温度控制器288

14.1 系统概述288

14.2　系统硬件设计289

14.3　芯片固件程序290

14.3.1 63001.inc290

14.2.2　功能单元电路290

14.2.1 USB接口电路290

14.3.2　DS1620.inc291

14.3.3　USB.asm292

14.3.4　DS1620.asm305

14.4　设备驱动程序306

14.4.1 通用结构定义306

14.4.2　DriverEntry例程308

14.4.3　AddDevice例程308

14.4.4　IRP_MJ_PNP处理例程310

14.4.5　分发例程321

14.4.6　电源管理例程325

14.5　Win32应用程序327

14.4.7　卸载例程327

14.5.1　Modulel模块328

14.5.2　Forml窗体331

第15章　RS232-USB转换器335

15.1 系统概述335

15.2　系统硬件设计336

15.2.1 USB接口电路337

15.2.2　功能单元电路337

15.3　芯片固件程序337

15.3.1 Ram.inc338

15.3.2　Hiduart.asm339

15.3.3　Usbcode.asm343

15.4　Win32应用程序350

15.4.1　连接按钮351

15.4.2　接收线程353

15.4.3　发送按钮354

15.4.4　组合框355

15.4.5 断开按钮356

第16章　USB接口波形发生器357

16.1　系统概述357

16.2　系统硬件设计358

16.2.3　波形输出单元360

16.2.2　DDFS控制单元360

16.2.1 USB接口单元360

16.3　芯片固件程序361

16.3.1　testregs.h和testregs.inc361

16.3.2　testheader.h362

16.3.3　dscrptr.a51362

16.3.4　delayms.a51363

16.3.5　jmptable.a51363

16.3.6　main.c364

16.3.7 function.c369

16.4　设备驱动程序371

16.4.1　loaderwave.sys372

16.4.2　usbwave.sys377

16.5　Win32应用程序382

16.5.1 波形选择组按钮383

16.5.2　输出控制组按钮385

16.5.3　USB组按钮387

第17章　USB接口数字示波器388

17.1 系统概述388

17.2　系统硬件设计389

17.2.2　控制信号产生单元391

17.2.3　USB接口单元391

17.2.1 数据采集单元391

17.3　芯片固件程序392

17.3.1　dscrptr.a51392

17.3.2　main..c392

17.3.3　function.c393

17.4　设备驱动程序396

17.4.1　loadergraph.sys396

17.4.2　usbgraph.sys396

17.5　Win32应用程序398

17.5.1 采集控制组按钮399

17.5.2　开关量输出组按钮401

17.5.3　USB组按钮402

第18章　USB2.0接口频谱分析仪404

18.1 系统概述404

18.2　系统硬件设计405

18.2.1 信号预处理单元407

18.2.2　AD采集＆FFT运算单元407

18.2.3 USB接口单元407

18.3　芯片固件程序408

18.3.1　testregs.h和testregs.inc408

18.3.2　testheader.h409

18.3.3　testdly.h409

18.3.4　dscrptr.a51410

18.3.5　delayms.a51411

18.3.6　jmptable.a51412

18.3.7　main.c413

18.3.8　function.c417

18.4　设备驱动程序419

18.4.1　loaderfft.sys419

18.4.2　usbfft.sys420

18.5　Win32应用程序421

18.5.1 分析控制组按钮422

18.5.2　USB组按钮425

19.1　系统概述428

第19章　USB2.0接口逻辑分析仪428

19.2　系统硬件设计429

19.2.1 电压比较单元431

19.2.2　控制信号产生单元431

19.2.3　USB接口单元431

19.3　芯片固件程序432

19.3.1 function.c432

19.3.2　gpif.c434

19.4　设备驱动程序436

19.4.1　loaderlogic.sys436

19.4.2　usblogic.sys437

19.5　Win32应用程序438

19.5.1 分析控制组按钮439

19.5.2　USB组按钮440

第20章　USB2.0接口数据采集卡442

20.1 系统概述442

20.2　系统硬件设计443

20.2.1 数据采集单元445

20.2.2　控制信号产生单元445

20.2.3　USB接口单元445

20.3.1　function.c446

20.3　芯片固件程序446

20.3.2　gpif.c449

20.4　设备驱动程序450

20.4.1　loadersample.sys450

20.4.2　usbsample.sys451

20.5　Win32应用程序452

20.5.1 采集控制组按钮453

20.5.2　USB组按钮455

附录A　CY7C63001A寄存器457

附录B　EZ-USB寄存器458

附录C　EZ-USB FX2寄存器463

附录D　关于光盘472