基于USB的家電自動化設計

　　如果沒有上拉電阻，USB就假定總線上沒有連接任何東西。有些設備中，上拉電阻是內(nèi)置的，能通過固件開啟和關閉。另一些設備則需要外部上拉電阻。在這種情況下，通過固件進行速度控制會受到限制，并且要求另外對外部中繼服務進行實現(xiàn)與編碼。
低速設備在D-端連接上拉電阻，表明其為低速設備，如圖4所示。最開始，高速設備被當作全速設備進行連接（D+→1.5k至3.3V）。初始連接之后，設備在復位時將發(fā)出高速的啁啾聲，然后與主機建立高速連接。一旦設備經(jīng)初始化進入高速模式，上拉電阻就被禁用。

USB數(shù)據(jù)流模式

　　在設備可以與應用進行通信前，USB主機需要了解設備狀態(tài)并給它分配設備驅(qū)動程序，實現(xiàn)這一初始信息交換的過程就叫作枚舉。在枚舉過程中，根據(jù)USB V2.0規(guī)范的定義，設備將經(jīng)歷以下設備狀態(tài)：
◆ 上電狀態(tài)（Powered）
◆ 缺省狀態(tài)（Default）
◆ 地址狀態(tài)（Address）
◆ 配置狀態(tài)（Configured）

　　另外還有兩個USB設備狀態(tài)，“連接狀態(tài)”（Attached）和“掛起狀態(tài)”（Suspended）。枚舉過程的具體細節(jié)超出了本文的范圍；不過，在設備配置中使用的命令與結構是相關的。描述符是讓USB主機能獲取設備信息的數(shù)據(jù)結構。在枚舉過程中，主機請求描述符，從最上層設備描述符開始，一直到最低層端點描述符，順序如圖5所示。

枚舉過程

　　下面概述一下USB設備的枚舉過程所包含的步驟，并講解設備在枚舉過程如何經(jīng)歷從上電到缺省、地址以及配置這幾個狀態(tài)。
◆ 用戶將一個USB設備插入USB端口，主機為端口供電，設備此時處于上電狀態(tài)。
◆ 主機檢測設備。
◆ 集線器使用中斷通道將事件報告給主機。
◆ 主機發(fā)送Get_Port_Status（讀端口狀態(tài)）請求，以獲取更多的設備信息。
◆ 集線器檢測設備是低速運行還是高速運行，并將此信息送給主機，這是對Get_Port_Status請求的響應。
◆ 主機發(fā)送Set_Port_Feature（寫端口狀態(tài)）請求給集線器，要求它復位端口。
◆ 集線器對設備復位。
◆ 主機使用Chirp K信號來了解全速設備是否支持高速運行。
◆ 主機發(fā)送另一個Get_Port_Status請求，確定設備是否已經(jīng)從復位狀態(tài)退出。
◆ 設備此時處于缺省狀態(tài)，且已準備好在零端點通過缺省通道響應主機控制傳輸。缺省地址為00h，設備能從總線獲取高達100mA的電流。
◆ 主機發(fā)送Get_Descriptor（讀設備描述符）報文，以便確定最大數(shù)據(jù)包大小。設備描述符的八個字節(jié)是bMaxPacketSize。
◆ 通過發(fā)送Set_Address（寫地址）請求，主機分配地址，設備此時處于地址狀態(tài)。
◆ 主機發(fā)送Get_Descriptor報文，以獲取更多的設備信息。主機通過發(fā)送描述符響應設備請求，隨后發(fā)送全部的次級描述符。
◆ 主機分配并加載設備驅(qū)動程序。
◆ 通過發(fā)送Set_Configuration（寫配置）請求，主機的設備驅(qū)動程序選擇一個有效配置，設備此時處于配置狀態(tài)。