EZ-USB開發(fā)套件：開啟USB產(chǎn)品開發(fā)之旅

引言

在當(dāng)今數(shù)字化時(shí)代，USB技術(shù)廣泛應(yīng)用于各種電子設(shè)備中。對(duì)于電子工程師而言，開發(fā)基于USB的產(chǎn)品是一項(xiàng)常見且重要的任務(wù)。Cypress Semiconductor的EZ-USB開發(fā)套件（DVK）為開發(fā)者提供了一個(gè)理想的起點(diǎn)，它包含了開發(fā)所需的硬件、軟件和文檔，能夠幫助工程師快速上手并開發(fā)出高質(zhì)量的USB產(chǎn)品。本文將詳細(xì)介紹EZ-USB開發(fā)套件的相關(guān)內(nèi)容，包括其概述、軟件和硬件的安裝，以及開發(fā)板的詳細(xì)信息。

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一、EZ-USB開發(fā)套件概述

1.1 套件簡(jiǎn)介

EZ-USB開發(fā)套件是開發(fā)基于EZ-USB產(chǎn)品的絕佳起點(diǎn)。它包含了開發(fā)板、示例固件、通用設(shè)備驅(qū)動(dòng)、文檔和各種工具，適用于EZ-USB FX2LP和FX1芯片。FX1是FX2LP的全速版本，除了缺少高速收發(fā)器外，兩者基本相同。

1.2 套件內(nèi)容

硬件部分

• EZ-USB高級(jí)開發(fā)板
• EZ-USB原型板（面包板）
• USB電纜
• RS - 232電纜
• 軟件安裝CD - ROM

軟件部分（CD - ROM）

• EZ-USB固件庫(kù)和固件框架
• 固件示例代碼
• Cypress通用USB驅(qū)動(dòng)
• Cypress USB類庫(kù)（CyApi）
• Cypress USB控制臺(tái)
• Cypress GPIF設(shè)計(jì)器
• Cypress固件下載驅(qū)動(dòng)示例
• EZ-USB文檔和幫助文件
• 參考原理圖
• Keil 8051開發(fā)工具的有限評(píng)估版本（編譯器、匯編器、IDE、調(diào)試器）

1.2.1 未包含的必需工具

• 完整零售版的Keil開發(fā)系統(tǒng)（Keil uVision2）
• Microsoft Visual C++（所有PC示例代碼在該平臺(tái)下開發(fā)）
• 運(yùn)行Windows XP、2000或ME的支持USB的PC

1.2.2 其他建議工具

CATC USB協(xié)議分析儀

二、EZ-USB開發(fā)套件軟件

2.1 系統(tǒng)要求

• 操作系統(tǒng)：Microsoft Windows XP、Windows 2000或Windows ME
• 系統(tǒng)權(quán)限：具有系統(tǒng)管理權(quán)限
• 內(nèi)存：64 MBytes RAM（推薦256 MBytes）
• 可用磁盤空間：DVK軟件完整安裝需50 MBytes，Keil開發(fā)工具需50 MBytes
• 處理器：Pentium III級(jí)PC（推薦300 MHz或更高）
• 顯示器：Super VGA顯示（分辨率800 x 600或更高）
• USB主機(jī)控制器：全速或高速
• 開發(fā)工具：Microsoft Developers Studio Version 6.0或更高版本（用于編譯Windows軟件示例），Keil uVision Version 2.38或更高版本的8051工具（用于編譯固件示例）

2.2 與早期EZ-USB開發(fā)套件的兼容性

該EZ-USB高級(jí)DVK能夠與早期的EZ-USB開發(fā)套件共存，使用相同的基本目錄結(jié)構(gòu)。唯一的沖突在于驅(qū)動(dòng)綁定，早期DVK使用不同的設(shè)備驅(qū)動(dòng)，而EZ-USB FX2LP在“默認(rèn)USB設(shè)備”模式下可能會(huì)出現(xiàn)沖突。可以通過在設(shè)備管理器中右鍵單擊FX2LP并選擇“更新驅(qū)動(dòng)”來(lái)解決，選擇描述中包含“FX2LP”的驅(qū)動(dòng)。

2.3 安裝說明

安裝前需要準(zhǔn)備安裝CD、EZ-USB高級(jí)開發(fā)板、USB A - B電纜和支持USB的開發(fā)平臺(tái)（PC）。需要注意的是，該開發(fā)套件僅適用于基于Windows的PC。

2.4 驗(yàn)證主機(jī)PC是否支持USB

大多數(shù)1997年后生產(chǎn)的PC都包含全速USB主機(jī)控制器硬件，到2003年中，大多數(shù)但并非所有PC都包含USB 2.0高速主機(jī)控制器。不同操作系統(tǒng)對(duì)高速驅(qū)動(dòng)的支持情況不同，需要根據(jù)具體情況安裝相應(yīng)的服務(wù)包或從適配器制造商獲取驅(qū)動(dòng)。可以通過設(shè)備管理器驗(yàn)證高速驅(qū)動(dòng)是否安裝并正確綁定。

2.5 安裝開發(fā)套件軟件

將安裝CD插入CD - ROM驅(qū)動(dòng)器，通過開始菜單運(yùn)行CD根目錄下的“setup.exe”程序。首次使用時(shí)，建議接受每個(gè)安裝階段的默認(rèn)選項(xiàng)，安裝目錄建議使用默認(rèn)的“c:cypressusb”，如果已安裝完整零售版的Keil 8051開發(fā)工具，可選擇“不安裝”Keil工具。

三、安裝硬件

硬件安裝過程相對(duì)簡(jiǎn)單，使用USB電纜將EZ-USB開發(fā)板連接到開發(fā)PC的USB端口。操作系統(tǒng)檢測(cè)到新的USB設(shè)備后，會(huì)自動(dòng)安裝驅(qū)動(dòng)。由于Cypress通用USB驅(qū)動(dòng)未簽名，Windows可能會(huì)彈出警告對(duì)話框，選擇“繼續(xù)”即可。開發(fā)板上的綠色指示燈（BKPT/Monitor）亮起，表示8051 Keil監(jiān)控代碼已加載并運(yùn)行。驅(qū)動(dòng)“cyusb.sys”會(huì)自動(dòng)安裝到WindowsSystem32Drivers目錄，同時(shí)會(huì)在WindowsINF目錄創(chuàng)建一個(gè).INF文件。

3.1 使用Cypress USB控制臺(tái)確認(rèn)安裝成功

運(yùn)行Cypress USB控制臺(tái)應(yīng)用程序，執(zhí)行“Get Device Descriptor”操作。通過點(diǎn)擊“GetDev”按鈕從開發(fā)板獲取設(shè)備描述符，USB控制臺(tái)應(yīng)顯示開發(fā)板的響應(yīng)。重要的是開發(fā)板能響應(yīng)請(qǐng)求，并且VID為0x04B4。更詳細(xì)的使用說明可在控制臺(tái)的幫助菜單中查找，EZ-USB DVK用戶指南中也有相關(guān)教程。

四、EZ-USB高級(jí)開發(fā)板

4.1 簡(jiǎn)介

Cypress Semiconductor的EZ-USB高級(jí)開發(fā)板為EZ-USB系列提供了緊湊的評(píng)估和設(shè)計(jì)平臺(tái)。開發(fā)板通過六個(gè)20針接頭提供擴(kuò)展和接口信號(hào)，配套的原型板可方便地進(jìn)行USB設(shè)計(jì)的快速構(gòu)建和測(cè)試。板上所有IC工作在3.3伏，可通過USB連接器或外部電源供電。開發(fā)套件中包含Keil Software Inc.的Cypress定制軟件開發(fā)工具的評(píng)估版本，但評(píng)估版本有一些限制，如編譯對(duì)象大小限制為4 Kbytes，而完整零售版無(wú)此限制。

4.2 原理圖概述

開發(fā)板主要芯片包括EZ-USB芯片（U1，可能是FX2LP或FX1）、可重編程的GAL（U2）、128 K字節(jié)的RAM（U3）、3.3V電壓調(diào)節(jié)器（U4）、EEPROM（U5和U6）、RS - 232電平轉(zhuǎn)換器（U7）和I2C擴(kuò)展器（U8和U10）等。六個(gè)20針接頭（P1 - P6）用于連接原型板和邏輯分析儀，P8是ATA連接器。

4.3 跳線

4.4 EEPROM選擇與啟用開關(guān)SW1和SW2

SW1用于選擇兩個(gè)插座式EEPROM（U5和U6），SW2用于啟用或禁用SW1選擇的EEPROM。EZ-USB芯片有不同的啟動(dòng)模式，取決于連接到其SCL和SDA線的EEPROM。具體啟動(dòng)模式如下：

• 通用模式（Generic）：SW2 = OFF，SW1任意位置。當(dāng)沒有EEPROM連接到SCL和SDA時(shí)，EZ-USB芯片使用其內(nèi)部的“硬編碼”VID和PID值進(jìn)行枚舉。
• C0加載模式（C0 Load）：SW2 = ON，SW1 = SMALL。該模式為EZ-USB提供外部VID、PID和DID值，使其使用EEPROM提供的值進(jìn)行枚舉，通常使用“小”EEPROM。
• C2加載模式（C2 Load）：SW2 = ON，SW1 = LARGE。該模式在枚舉前將8051固件加載到EZ-USB內(nèi)部RAM，使EZ-USB作為完全定制的設(shè)備進(jìn)行枚舉，通常需要“大”EEPROM。

4.5 接口連接器

4.6 ATA連接器P8

P8是一個(gè)40針連接器，用于與標(biāo)準(zhǔn)ATA電纜接口。需要注意的是，SP1、2和3應(yīng)使用焊料橋接，以連接ATA所需的上拉/下拉電阻。建議使用80針電纜進(jìn)行所有傳輸模式。

4.7 U2 -- 22v10 GAL

標(biāo)準(zhǔn)的22v10 GAL在開發(fā)板上提供通用“膠合邏輯”，包括組合PSEN和READ信號(hào)的與門、內(nèi)存映射支持、調(diào)試LED和三個(gè)備用輸出，可用于用戶自定義功能。

4.8 內(nèi)存映射

開發(fā)板有四種內(nèi)存映射模式，工廠默認(rèn)是移除MM1和MM0跳線，該模式提供16 K字節(jié)的片上代碼和數(shù)據(jù)內(nèi)存，外加48 K字節(jié)的外部RAM，8051從內(nèi)部RAM開始執(zhí)行。其他模式包括“24K gap”、“Ext Flash”和“Single Chip”，分別適用于不同的開發(fā)需求。

4.9 I2C擴(kuò)展器

U8和U10是Philips PCF8574 I/O擴(kuò)展器，連接到I2C總線，提供8個(gè)通用輸入輸出引腳。U8連接到七段顯示器U9，U10連接到四個(gè)按鈕S2 - S5。通過特定的控制字節(jié)和數(shù)據(jù)字節(jié)，8051固件可以對(duì)其進(jìn)行讀寫操作。

4.10 指示燈 — 電源和斷點(diǎn)

LED D1連接到PCB 5伏電源，指示5伏電源的存在；LED D6連接到3.3伏電壓調(diào)節(jié)器輸出；LED D7連接到EZ-USB BKPT（斷點(diǎn)）引腳，當(dāng)使用Keil軟件開發(fā)工具時(shí)，綠色LED亮起表示EZ-USB開發(fā)板已枚舉，Keil監(jiān)控程序已加載并運(yùn)行。

4.11 通用指示燈

GAL（U2）的一部分對(duì)8051讀取某些外部?jī)?nèi)存地址進(jìn)行解碼，以控制四個(gè)通用指示燈D2 - D5的開關(guān)。通過讀取特定的外部8051地址，可以使用8051匯編代碼或C代碼控制指示燈的開關(guān)。需要注意的是，CLKOUT信號(hào)用作時(shí)鐘來(lái)鎖存GAL的LED輸出信號(hào)，如果CLKOUT禁用，LED將不會(huì)更新。

五、常見問題解答

文檔中還列出了一些常見問題及解答，包括首次使用的操作步驟、示例嘗試、文檔查找、項(xiàng)目生成、EEPROM鏡像構(gòu)建、寄存器總結(jié)、環(huán)境設(shè)置等方面的問題，為開發(fā)者提供了實(shí)用的參考。

總結(jié)

EZ-USB開發(fā)套件為電子工程師提供了一個(gè)全面的開發(fā)平臺(tái)，從硬件到軟件，從開發(fā)板到工具，都為開發(fā)基于USB的產(chǎn)品提供了便利。通過詳細(xì)了解套件的內(nèi)容、安裝過程和開發(fā)板的特點(diǎn)，工程師可以更好地利用該套件進(jìn)行USB產(chǎn)品的開發(fā)。你在使用EZ-USB開發(fā)套件的過程中遇到過哪些問題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)和疑問。