ZHDA072 March   2026 MSPM0G5187

 

  1.   1
  2.   摘要
  3. 1USB 让复杂的系统看起来更简单
    1. 1.1 为什么 USB 如此成功?
    2. 1.2 为什么 USB 看起来很简单?
  4. 2MSPM0 USB 器件
    1. 2.1 MSPM0 器件的文档说明体系
    2. 2.2 MSPM0 USB 模块
  5. 3MSPM0 USB 硬件设计
    1. 3.1 方框图
    2. 3.2 USB 运行模式
      1. 3.2.1 USB 设备模式:总线供电
      2. 3.2.2 USB 设备模式:自供电
      3. 3.2.3 USB 主机模式电源注意事项
      4. 3.2.4 ESD 注意事项
      5. 3.2.5 布局布线注意事项
    3. 3.3 USB 时钟实现
      1. 3.3.1 选择时钟源
      2. 3.3.2 选择时钟频率
    4. 3.4 实现示例
  6. 4软件概述
    1. 4.1 USB 堆栈:特性
    2. 4.2 SysConfig 描述符工具
    3. 4.3 选择设备类
      1. 4.3.1 决定 USB 设备类的示例过程
    4. 4.4 如何选择供应商 ID (VID) 和产品 ID (PID)
      1. 4.4.1 选择并获取 VID 和 PID
      2. 4.4.2 在开发过程中使用 VID 和 PID
    5. 4.5 TinyUSB API 编程人员指南和示例
  7. 5入门:评估 MSPM0 USB
  8. 6总结
  9. 7参考资料
  10. 8USB 术语表

USB 术语表

  1. 批量传输:USB 总线上的四种数据传输类型之一。批量传输专为移动大量数据而设计。它们能够在总线上使用任何可用带宽(即其他传输类型尚未使用带宽)。这使得它们能够实现最高的数据速率,但无保留带宽,因此在繁忙的总线上,批量传输可能获得小带宽或出现高延迟。传输类型由 USB 接口类型的选择决定;例如,CDC 和 MSC 接口使用批量传输。
  2. 复合 USB 设备:包含多个 USB 接口(例如,两个 CDC 接口或 CDC+HID)的物理 USB 设备(一个 USB 连接器)。主机将每个接口枚举为单独的逻辑实体。
  3. 控制传输:USB 总线上的四种数据传输类型之一。控制传输处理设置连接的管理任务,如报告 USB 描述符。主机还发送其他 USB 设备请求,然后该设备使用控制传输进行响应。有一个专用于这些传输的 USB 端点:端点 0 (EP0)。
  4. 设备类:针对一类设备定义的 USB 协议。常见的设备类包括通信设备类 (CDC)、人机接口设备 (HID) 类、USB 音频类 (UAC) 和大容量存储类 (MSC)。
    1. CDC:用于串行通信设备的 USB 设备类。CDC 允许 USB 设备模拟传统的串行端口 (COM),从而实现主机和设备之间的数据交换。
    2. HID:专为键盘、鼠标和游戏控制器等用户输入设备而设计的 USB 设备类。HID 设备采用标准化协议,允许在大多数操作系统上实现无驱动程序安装。
    3. UAC:用于在主机和设备之间发送和接收数字音频数据的 USB 设备类。UAC 允许 USB 设备在主机上显示为标准音频 IO 设备。
    4. MSC:此 USB 设备类允许设备显示为主机操作系统的外部存储驱动器,从而实现标准文件系统操作。
  5. 设备安装:首次枚举 USB 设备时,主机可以执行一次性功能来安装该设备。例如,Windows 使用设备的 VID 和 PID 作为索引,在系统注册表中记录有关设备的信息。在随后的枚举中,主机从注册表中获取有关设备的大部分信息。设备安装可能静默进行(大多数情况下对最终用户不可见),或者对于 Windows 中的 CDC,可能需要用户操作。
  6. 端点:管道的末端。它充当该管道的 USB 设备上的邮箱。设备通常具有多个活动端点。当主机在总线上通信时,它首先标识物理 USB 设备,然后标识该设备内要与之通信的端点编号。根据创建的 USB 接口为端点分配特定的功能。HID/MSC 各使用一个输入端点和一个输出端点,而 CDC 使用两个输入端点和一个输出端点。在 MSP430 API 堆栈中,端点管理由描述符工具完全自动化。
  7. 枚举:主机查询物理 USB 设备以确定它是什么并加载适当驱动程序以使主机应用程序能够与之对接的过程。每次连接设备时都会发生枚举。
  8. 中断传输:四种 USB 数据传输类型之一。中断传输专为延迟、带宽和传输而设计。但是,带宽限制为每帧 (1ms) 仅一个 USB 数据包(全速 USB 为 64 字节)。传输类型由 USB 接口类型的选择决定;例如,HID 接口使用中断传输。
  9. 等时传输:四种 USB 数据传输类型之一。等时传输可保证延迟和带宽,但不保证传输。也就是说,如果错误检查显示数据受损,则不会重试尝试。这种类型适用于音频和视频流式传输 - 在此类应用中,重试会导致中断,因此与丢失数据包相比,对用户来说更为明显。
  10. INF (*.inf) 文件:在 Windows 上安装任何 USB 设备期间所需的基于文本的文件,允许 Windows 将设备与特定驱动程序相关联。对于某些设备类,Windows 内部包含 INF,允许静默设备安装。对于 CDC,Windows 会提示最终用户提供 INF 文件。
  11. 管道:主机和设备之间的单线通信线路。管道要么是输入(进入主机),要么是输出(离开主机)。它们具有特定传输类型(例如,批量或中断)的特征。
  12. 描述符:USB 设备在枚举期间提供给主机的数据结构,描述设备的功能、配置、接口和端点。通用描述符包括:设备、配置、接口和端点描述符。
  13. 全速 USB:USB 以 12Mbps 的速度运行,这是 USB 1.1 的标准速度和 USB 2.0 设备的可选速度。
  14. 主机:负责管理总线并启动所有数据传输的 USB 控制器。通常是 PC,但也可以是具有 USB 主机功能的嵌入式系统。