MAX3420E系统调试Word文档下载推荐.docx
《MAX3420E系统调试Word文档下载推荐.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《MAX3420E系统调试Word文档下载推荐.docx(11页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
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测量工具的美誉。
通过比对CATC波形来确定实际情况,解决了许多争论不休的问题(硬件、软件和芯片等)。
总线总是如实反映情况。
幸亏现在有低成本USB分析仪。
图8所示为Beagle-USB的屏幕截图。
Beagle分析仪能够以比LeCroy/CATC低很多的价格显示总线的工作情况。
如果对比图8中的Index10和图6中的64字节数据包,会发现它们显示了完全相同的SETUP数据包。
检查进程
如果观察到了图4中的信号,已经可以确定USB连接器的连线是正确的,而且MAX3420E供电正常。
如果还没有观察到该显示,可以尝试以下措施:
测量MAX3420E的RES#引脚,确定其为高电平。
测量晶振,确保其振荡频率为12MHz。
必须是12MHz±
0.25%才能满足USB规。
如果超出容限,检查所连接的负载电容是否与并联谐振晶体所规定的电容一致(通常采用18pF)。
检查VCC是否为3.3V。
检查系统接口电压VL。
确保不超过3.6V。
如果由VBUS通过一个3.3V稳压器对MAX3420E的VCC引脚供电,确定连接了USB。
否则,MAX3420E的VCC无法供电。
由于固件运行与否和USB电缆连接无关,因此,与总线供电的设计相比,调试自供电设计要简单一些。
可以先采用外部电源对样机供电。
如果需要,以后可以再转为总线供电。
下一步检查您的控制器是否能够成功地通过SPI总线与MAX3420E寄存器组进行通信。
检查rreg()和wreg()。
编写任何程序,无论是采用Maxim的实例代码还是自己从头开始编写代码,都需要使用读写MAX3420E寄存器的函数。
下面的例子使用了这些函数原型:
unsignedcharrreg(BYTEr);
//ReadaMAX3420Eregisterbyte
voidwreg(BYTEr,BYTEv);
//WriteaMAX3420Eregisterbyte
在调试处理USB传输的代码前,先编写一个简单的子程序来测试这些函数。
参见图9的例子:
图9中的测试代码先复位MAX3420E,然后向USBIEN寄存器写入每字节移动1位的8个字节。
每个字节中有一位置位,从00000001开始,然后是00000010,最终以10000000结束。
单步执行该函数,检查“rd”值8次,确定其值为0x01,0x02,0x04,0x08,0x10,0x20,0x40和0x80。
如果是这样,则可以确定SPI接口寄存器的写和读操作均正常。
如果能够写入USBIEN寄存器,并可靠的读回其容,那么就可以读写所有的MAX3420E寄存器。
图10所示为采用CrossStudio调试MAXQ2000微控制器的屏幕截图。
将光标指向“rd”变量时,将激活弹出窗口(截图没有显示光标)。
单步执行代码时,可采用这种方式来查看任何变量。
测试代码首先设置微处理器SPI端口。
对应每种微处理器类型和特定IO引脚分配,SPI_Init()函数各不相同。
然后,代码向PINCTL寄存器写入0x10,设置MAX3420ESPI接口为全双工工作模式。
这将置位FDUPSPI位。
代码置位CHIPRES位,然后对其清零,使MAX3420E处于已知的状态。
建议在代码的开始部分包含芯片复位功能,从而在每一个调试周期的开始使MAX3420E处于已知的状态。
如果图10中的代码没有产生正确的结果,应检查SPI信号,确定其工作是否正常。
测试程序test_SPI()中的第一次wreg()调用,向MAX3420E的寄存器17写入数值0x10。
SPI总线的波形应与图11所示一致。
图11所示的波形使用SPI模式(0,0),在SCLK的上升沿采样SPI数据,SCLK的空闲电平为低电平。
SPI接口不同,显示的波形会有不同的脉冲持续时间,但是对应SCLK上升沿的数值应该相同。
每次访问SPI的第一个字节是命令字节,其字节格式如图12所示。
注意图11中对应前一部分SLCK上升沿的MOSI波形,位模式10001010指定寄存器17(第7位至第3位是10001,数值为17)。
同样,第1位为高电平,表明是写操作。
第二个字节的位模式是00010000。
这是写入寄存器17的数据,即0x10(只有第4位FDUPSPI寄存器位置位)。
因此,该SPI访问将0x10写入寄存器17,置位FDUPSPI位。
得到这些波形的一种简单方法是设置示波器或者逻辑分析仪在SS#的下降沿触发,单步执行wreg()调用。
test_SPI()中的下一条语句是rreg()函数。
第一次进入循环体时,将数值0x01写入USBIEN寄存器,如图13所示。
然后,test_SPI()函数读回USBIEN寄存器的数值,第一次通过循环体时,应等于1(图14)。
每次通过循环体时,写入和读回的位应向左移动一个SCLK边沿。
MAX3420E寄存器写和读操作验证完毕后,可以进一步调试程序。
到目前为止所有的检查步骤均属于“完整性检查”。
现在,我们开始实际处理USB通信功能的第一步:
需要处理器响应不同的MAX3420E中断请求位。
IRQ位设置
似乎应该USB总线通信开始后MAX3420E才会置位中断请求位。
实际上,当MAX3420E上电时,就会有IRQ位置位,当插入USB电缆和设置CONNECT=1时,又有其他IRQ位置位。
下面介绍该启动过程的中断请求情况。
完成复位
当MAX3420E完成复位后,即使还没有插入USB,某些中断请求位就会置位。
这些位是:
EPIRQ寄存器:
IN3BAVIRQ
IN2BAVIRQ
IN0BAVIRQ
EPIRQ寄存器的初始值应为0x19。
MAX3420E置位这三个IRQ位,指示三个IN端点FIFO已经准备就绪,可以装入数据。
BAV表示“BufferAvailable”。
USBIRQ寄存器:
OSCOKIRQ
USBIRQ寄存器的初始值应为0x01。
上电时,MAX3420E启动其片振荡器。
振荡器稳定后,MAX3420E置位OSCOKIRQ位,指示已经准备就绪,可以进行工作。
如果程序没有通过OSCOKIRQ位检查,请确定VCC引脚电压为3.3V。
VCC为振荡器供电。
MAX3420EIRQ寄存器位不论其对应的使能位(在EPIEN和USBIEN寄存器中)是否置位,均可有效置位。
使能位决定是否将请求位传送到驱动INT引脚的逻辑电路。
参见应用笔记3661,MAX3420E中断系统,了解更详细的信息。
USB插入后
插入USB(CONNECT=0)后,即使USB没有通信,仍有一些USBIRQ位会置位。
EPIRQ位与上面的情况一致,但是更多的USBIR