建立Maxim USB庫(kù)

摘要：本應(yīng)用筆記和應(yīng)用筆記3936，"Maxim USB庫(kù)'配套使用，應(yīng)用筆記3936主要描述了一個(gè)用于簡(jiǎn)化內(nèi)置USB嵌入式主機(jī)和外設(shè)開(kāi)發(fā)的硬件和軟件系統(tǒng)。該系統(tǒng)中，MAX3421E為主機(jī)，MAX3420E為外設(shè)。本應(yīng)用筆記解釋了如何利用評(píng)估板(EV)設(shè)置硬件，并給出三種評(píng)估軟件的方法。

緒論

結(jié)合應(yīng)用筆記3936，"Maxim庫(kù)"說(shuō)明在同一個(gè)基于ARM?的硬件環(huán)境下構(gòu)建USB主機(jī)(MAX3421E)和外設(shè)(MAX3420E) C程序、Keil?工程文件。該評(píng)估系統(tǒng)硬件包括以下部分：

• MAX3421E EVKIT-1
• Keil MCB2130

可下載軟件。

該應(yīng)用筆記解釋了如何配置本評(píng)估板的各種元器件。

其它資料及聯(lián)絡(luò)信息

有關(guān)MAX3420E和MAX3421E的資料可以從Maxim網(wǎng)站下載，可以獲得數(shù)據(jù)資料、關(guān)于Maxim USB庫(kù)程序的其它應(yīng)用筆記及其它與MAX3420E和MAX3421E相關(guān)的應(yīng)用筆記、申請(qǐng)樣品的途徑。

如果對(duì)MCB2130電路板或Keil Software?、ARM軟件的開(kāi)發(fā)工具有疑問(wèn)，請(qǐng)聯(lián)系Keil公司：www.keil.com。

硬件配置

圖1. Maxim MAX3421E EVKIT-1插入Keil MCB2130電路板。

圖1所示為雙板配置，其中藍(lán)色的是Keil MCB2130板，包括一片Philips? LPC2138、ARM7?微控制器。LPC2138提供兩個(gè)SPI硬件單元，每個(gè)單元連接一個(gè)USB控制器。

圖1中豎著放置的電路板是MAX3421E EVKIT-1。如圖1所示，MAX3420E外圍控制器連接到其中一個(gè)ARM SPI口，并連接到標(biāo)有“3420P” (P表示外圍)的USB B口(J5)。MAX3421E主機(jī)/外設(shè)控制器接到另一個(gè)ARM SPI口，并連接到標(biāo)有“3421P” (J2)和“3421H” (J1)的接口(H表示主機(jī))。由于USB庫(kù)程序?qū)AX3421E作為主機(jī)，所以評(píng)估板中間的USB接口(J2)未使用。

MCB2130 (P1)有兩個(gè)串行接口，主機(jī)程序使用其中一個(gè)將USB描述信息發(fā)送到運(yùn)行終端仿真程序的PC機(jī)。終端程序，如Tera Term Pro，可以仿真終端(VT100)，識(shí)別由程序發(fā)出的特殊的“換碼”序列，清除屏幕并將光標(biāo)移到起始位置。終端程序的設(shè)置為38400，N，8，1，沒(méi)有流控制。

圖1中的米色盒子和排線為Keil ULINK? JTAG下載調(diào)試器，由Keil μVision3開(kāi)發(fā)環(huán)境支持。MCB2130板帶有μVision3評(píng)估程序(Keil工具箱的全功能版本)。評(píng)估板將程序代碼限制在16kB。

在雙板配置中有四個(gè)USB接口，Keil MCB2130板上的USB接口只接VBUS和地。將該接口插入U(xiǎn)SB主機(jī)即可為雙板系統(tǒng)提供5V電源。有些USB集線器可能無(wú)法提供驅(qū)動(dòng)板子的足夠電流，所以最好直接從PC機(jī)的備用USB口上取電。

Maxim評(píng)估板上有三個(gè)USB接口，如上所述，B口連接到MAX3420E，圖1標(biāo)有3420E P。MAX3421E (即可作為USB主機(jī)也可作為外設(shè))連接到兩個(gè)USB口(3421P和3421H)。這些接口將D+和D-引腳接到一起，并在某一時(shí)刻只接通一個(gè)。USB庫(kù)程序不使用中間的USB口(3421P)。

MAX3420E和MAX3421E連接到ARM微控制器兩個(gè)獨(dú)立的SPI口。這種配置便于對(duì)同時(shí)運(yùn)行同一個(gè)程序的主機(jī)和外設(shè)進(jìn)行寫操作，同時(shí)也能提供一個(gè)理想的USB訓(xùn)練和調(diào)試系統(tǒng)。主機(jī)可將USB請(qǐng)求發(fā)送給外圍設(shè)備，外圍設(shè)備產(chǎn)生響應(yīng)，主機(jī)再對(duì)結(jié)果進(jìn)行評(píng)估，所有操作都在一個(gè)C程序里。圖1中黑色的USB線用于連接MAX3420E和MAX3421E。

Keil MCB2130板可以從Keil和其它渠道獲得。上述Maxim網(wǎng)頁(yè)提供了Keil產(chǎn)品的最新信息。

MAX3421E EVKIT-1結(jié)構(gòu)框圖

圖2. MAX3421E EVKIT-1結(jié)構(gòu)框圖，圖中橢圓陰影部分為應(yīng)用程序模塊。

圖2提供了兩個(gè)USB控制器與USB口的連接方式(J1、J2、J5)。將36引腳插頭(J4)插入Keil MCB2310開(kāi)發(fā)板。本設(shè)計(jì)使用了ARM處理器兩個(gè)獨(dú)立的SPI端口，方便對(duì)兩個(gè)USB控制器(U1和U2)獨(dú)立操作。主機(jī)程序以后臺(tái)方式運(yùn)行(main{}中的程序)，外圍程序通過(guò)LPC2138 中斷EINT0調(diào)用。

由于U1以主機(jī)方式操作，系統(tǒng)必須給USB A口(J1)提供電源VBUS。通過(guò)連接到J3-3的飛線，我們給評(píng)估板提供5V電源。該5V電源可以從Keil板上標(biāo)有“5V IN”的測(cè)試點(diǎn)引出，也可以由一個(gè)實(shí)驗(yàn)室電源提供。U3 (MAX4793)控制VBUS的通斷并提供限流。U3通過(guò)其GPO-7引腳控制VBUS給J1供電，并可檢測(cè)出GPIN-0的過(guò)流(超過(guò)300mA)。

評(píng)估板上的按鈕和指示燈接到兩個(gè)控制器，U1驅(qū)動(dòng)一個(gè)7段數(shù)碼管并連接至4個(gè)按鈕(PB1-PB4)。U2驅(qū)動(dòng)4個(gè)LED并連接到按鈕PB5至PB8。

Keil MCB2130板準(zhǔn)備工作

圖3. 將36引腳插頭安裝到圖中紅框所示區(qū)域

Keil MCB2310板設(shè)計(jì)了用于安裝多個(gè)2引腳和8引腳接頭的區(qū)域(圖3)。Maxim評(píng)估板通過(guò)一個(gè)36引腳的插頭(板上已附)連接到Keil MCB2310，其中包括3.3V電源引腳、三組8引腳接頭和兩個(gè)GND引腳(圖3紅線區(qū)域所示)。因?yàn)镵eil板上各接頭間有間隙，因此在安裝36引腳接頭前應(yīng)該將某些引腳去掉。在確信不需要的引腳已經(jīng)從接頭上拿掉之后再將插頭安裝到Keil板上。

圖3顯示有一個(gè)檢測(cè)點(diǎn)(紅圈，在板子的右上部分)。從這點(diǎn)可以引出Maxim評(píng)估板所需的5V電源。這個(gè)5V電源實(shí)際來(lái)自于Keil板上USB電源接口的VBUS引腳(圖4)。


圖4. 通過(guò)飛線為Maxim評(píng)估板提供VBUS。

Keil軟件安裝

Keil μVision3 ARM開(kāi)發(fā)軟件演示版可從www.keil.com下載，與Maxim軟件包一起提供的μVision3工程文件是由可下載Keil文件工具mdk303a.exe創(chuàng)建的。由于有兩個(gè)工程文件是Keil公司在其開(kāi)發(fā)環(huán)境下提供的，因此必須使用這種版本的工程文件(這兩個(gè)文件并不包含在MaximUSBLab10.zip文件中)。MaximUSBLab工程文件安裝在路徑C:\Keil下，當(dāng)安裝Keil演示工具箱時(shí)，一定使用缺省安裝目錄C:\Keil，以保證Keil文件正確的路徑。

對(duì)于Keil中mdk303a.exe工具箱而言，Keil提供的兩個(gè)文件路徑名為：

C:\Keil\ARM\RV30\Boards\Keil\MCB2130\Blinky\startup.s
C:\Keil\ARM\RV30\Boards\Keil\MCB2130\Blinky\retarget.c

Keil演示版工程包括很多版本的“Blinky”。一定要使用和MCB2310板相對(duì)應(yīng)的文件，Maxim的軟件使用MCB2310。

如果有Keil ULINK JTAG調(diào)試單元，則需要從Keil網(wǎng)站上下載USB驅(qū)動(dòng)。Maxim程序已經(jīng)使用3071.zip文件(從Keil網(wǎng)站上下載)檢測(cè)過(guò)。在安裝了演示版μVision開(kāi)發(fā)軟件之后，雙擊該文件即能安裝USB驅(qū)動(dòng)，將μVision3和ULINK單元連接。

安裝完演示版Keil軟件后，找到MaximUSBLab10文件夾并雙擊文件MaximUSBLab.Uv2。這樣就在正確設(shè)置下打開(kāi)該工程文件。點(diǎn)擊“Rebuid All Target Files”按鈕，工程文件就能編譯。如果有ULINK單元并安裝了USB 驅(qū)動(dòng)，可以點(diǎn)擊“Star/Stop Debug Session”按鈕運(yùn)行、修改和調(diào)試Maxim例程。

運(yùn)行固件的三種方法

1. 下載并查看MaximUSBLab.hex
   從Maxim網(wǎng)站可以下載Maxim USB庫(kù)(hex)文件，它包含在應(yīng)用筆記3936，"Maxim USB庫(kù)，是Keil壓縮工程文件的一部分?？梢酝ㄟ^(guò)免費(fèi)的插件(Flash Magic，圖5所示)將hex文件下載到LPC2138閃存內(nèi)，該插件可以在www.esacademy.com上獲得。在使用該插件之前，核對(duì)Options/Advanced Options/Hardware Config下的說(shuō)明部分。
   
   在Keil板上，運(yùn)行Flash Magic插件時(shí)，使用P2串行接口并將J7接到ISP上。
   
   

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   注意：移開(kāi)J7之后S2將不再作為INT1中斷源。由于Maxim 應(yīng)用程序?qū)NT1用于其它目的，可以把J7放在ISP上。

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   圖5. Flash Magic用于MCB2310的典型設(shè)置
   
   
   圖6. 首先設(shè)置選項(xiàng)
   
   
2. 調(diào)試和修改(受限制)
   如果有Keil ULINK JTAG單元，則可編譯Maxim示例代碼，通過(guò)JTAG接口下載并調(diào)試它。也可以設(shè)置斷點(diǎn)并單步調(diào)試代碼。這是一種快速學(xué)習(xí)USB的好方法——研究并修改工作主機(jī)和/或外圍設(shè)備代碼，以滿足我們的目的。
   
   用于ARM的演示版Keil μVision3擁有μVision3的全部功能，代碼大小被限制在16kB。Maxim USB庫(kù)工程文件(MaximUSBLab.Uv2)在“Thumb only”模式下編譯，以保證該工程代碼的容量在限制范圍內(nèi)。
   
   
3. 完全開(kāi)發(fā)
   對(duì)于正式開(kāi)發(fā)工作，建議購(gòu)買全功能版Keil μVision3 ARM工具箱。這樣能不受16kB的限制，適用于更廣泛的應(yīng)用程序(高達(dá)512kB的LPC2138閃存)。