MAX3420E系统调试.docx

MAX3420E系统调试引言当您设计了一块电路板，将MAX3420E与您喜爱的微控制器整合在一起。加电，插入USB，不能正常工作...，怎么办?本文为您提供了答案。第一次调试USB外设器件时，会面临很大的挑战。要使MAX3420E能够正常工作，首先需要按下列步骤进行检查。检查USB'B'型连接器的引脚这是最容易出错的地方—视图是顶视图还是底视图?引脚1在哪里?如果您不是机械工程师，这些视图会让人感觉无所适从。图1和图2可帮您解决这一问题。应采用欧姆表来检查MAX3420E和USB连接器之间的连线。特别注意D+和D-。二者很容易搞反。请注意，MAX3420E与连接器D+和D-引脚之间有33电阻。对于这么小的电阻，大部分测试是否接通的仪表都会发出“嘀嘀”声。如果需要检查USB电缆，请参考图3。USB“完整性”检查本节阐述设备与USB的连接情况。完整性检查给出了D+和D-线的工作情况，在没有USB总线分析仪的情况下，这种方法非常有效。复位处理器，将电缆连接至PCUSB端口，初始化代码执行完毕后，在设置CONNECT位的语句前停止运行。该语句如下：wreg(rUSBCTL,bmCONNECT);//ConnecttoUSB在执行该语句之前，D+和D-应均为低电平。这是因为电缆的主机侧电路通过15k电阻将这些信号下拉至地。现在，单步执行CONNECT语句后，MAX3420E在D+和VCC(3.3V)之间接入一个1.5k内部电阻。此时，D+应变为高电平，其后会出现一些突发脉冲(图4)。上面的波形是D+，下面的是D-。该突发波形持续约18s，然后消失。D+保持高电平，D-保持低电平，然后弹出下面的WindowsXP消息框(图5)：怎么回事?请注意，程序为单步执行。到目前为止所作的只是连接了D+上拉电阻。该上拉提示PC有新的USB设备刚刚插入，因此PC开始向该设备发送信号，确定设备类型。这就是图4中的脉冲信号。由于微控制器代码停止运行，因此不会命令MAX3420E做出任何响应。PC由于没有收到响应信号，最终决定(18秒后)忽略该设备。D+为高电平和D-为低电平的总线状态称为“USB总线挂起”或者“挂起”。主机停止发送任何信号，MAX3420E的D+上拉电阻保持D+信号为高电平。图6所示为利用LeCroyInstruments(LeCroy兼并了CATC，CATC是该分析仪的最初生产商)的USB总线分析仪测得的总线过程。当PC探测到设备插入后(CONNECT=1)，它发出一个USB总线复位信号(没有画出)。然后，在Transfer0，它发出一个“GET_DESCRIPTOR”请求以获取“DEVICE”类型。5.687s之后，PC发出第二个USB总线复位信号，再尝试5.578s，要求得到设备描述符。PC第三次复位总线，再尝试5.580s，然后挂起总线并放弃尝试。由于没有运行固件，设备不会听取或应答(ACK)PC的请求。为清晰起见，图6没有画出MAX3420E回送的NAK(非应答)握手信号。图7将第一次传输过程展开，详细地显示数据包。现在可以看到Transfer0以下面三个封包开始：主机向刚刚连上的设备在这种情况下，USB发送地址0)发送一个SETUP包(63)。主机发送一个DATA包(64)，包含一个8字节“操作码”。外设(MAX3420E)回送一个ACK包(65)，确认无差错地收到两个主机封包。如果打开含有MAX3420E的系统，插入USB，设置CONNECT=1(但是不再进行其他操作)，MAX3420E将发出ACK握手包(上面第3步的65字节包)。MAX3420E硬件自动应答CONTROL传输的SETUP阶段，这是由USB规范规定的。接下来，主机开始发送IN请求，并从Transaction1开始。对应每个IN请求，MAX3420E回送NAK(非应答)握手信号。这是因为还没有运行程序，因此，与MAX3420E连接的微控制器不会收到SUDAVIRQ(Setup数据就绪中断请求)。注意：MAX3420E通过置位SUDAVIRQ，提示微控制器收到了SETUP包。该信息通知微控制器需要对数据包解码，并回送要求的数据作为响应。这些IN-NAK过程持续5.687s，此时PC会复位总线，开始第二次尝试。图4中的脉冲信号即是IN-NAK过程。如果仔细观察示波器，5s后波形将略有变化—这对应总线复位(D+和D-同时置低约30ms)，其后是另一个SETUP包。然后，IN-NAK再持续5s。供参考：另一个分析仪产生图6和图7波形的USB总线分析仪可能超出了您的预算。尽管本应用笔记假设您只有一个示波器和欧姆表，我们还是强烈建议在USB开发过程中使用USB总线分析仪。我们使用的LeCroy/CATC具有多种优点，包括友好的界面和丰富的软件，最重要的是它享有工业标准USB