51单片机控制SL811HS的USB主机底层驱动

传输事务的实现
      
根据USB1.1协议，一个传输事务一般包含3个包(Packet)的传输，分别是标记包(Token Packet)、数据包(Data Packet)和握手包(Handshake Packet)。USB数据传输方式一共有四种，分别是控制传输(Control Transfer)、同步传输(Isochronous Transfer)、中断传输(Interrupt Transfer)和批传输(Bulk Transfer)。其中，控制传输方式至少由2个传输事务构成，其它三种传输方式则都各由１个传输事务构成。可见，传输事务在USB传输中至关重要。
      
一个典型的传输事务含有3个包的传送，这连续的3个包数据流如表3所示。

表3 一个传输事务的数据流示意

使用SL811HS设计USB主机系统时，用户只需让单片机设置SL811HS内部几个相关的特殊寄存器，然后把传输事务启动位使能(置为逻辑’1’)，就可以让接口芯片自动完成这个包的发送与接收。在表3所示的例子中，第n个包(标记包)和第n+2个包(握手包)都是由主机发送给从机的，第n+1个包(数据包)是由从机发送给主机的。这个传送方向和第n+2个包的传送方向都是由标记包中的标识域取值决定的，其规则可参考USB协议。
      
如果传输事务的数据包是由从机发送给主机，则该传输事务属于输入类型，称为输入传输事务，反之则称为输出传输事务。可见，表3例子是一个输入传输事务。对于一个输入传输事务，单片机通过设置SL811HS内部特殊寄存器就可以决定其取值的包域主要有：标记包中的标识域、地址域和端点域，数据包中的标识域。在输入传输事务中，虽然数据包并不是由主机发送的，但之所以仍需要单片机设置与数据包标识域相关的寄存器，是因为主机在该传输事务中将只认可标识域符合所设置值的数据包。其余部分，如标记包中的其它域及握手包的内容则都是SL811HS根据情况自动产生的。
      
主机接口芯片SL811HS完成一次输入传输事务后，如果传输成功，单片机就可以从SL811HS的数据缓冲寄存器读到从机发送过来的数据。此处，数据缓冲区的首地址是由单片机预先通过设置控制寄存器指定的。
      
对于输出传输事务，单片机同样需要设置相关的寄存器以确定标记包的标识域、地址域、端点域和数据包的标识域，以及存放发送数据的缓冲区首地址，并且，这个缓冲区中的数据也是由单片机写入的。
      
具体地，单片机控制USB主机接口芯片进行一次传输事务所需要执行的操作步骤如下：

首先，如果是输出传输事务，则需要把将在数据包中发送给从机的数据存放到SL811HS的数据缓冲区中。
      
其次，做好相关的传输准备工作，即设置接口芯片中的4个特殊寄存器。这4个寄存器的名称及其
在传输事务中的作用如表4的前4项所列。

表4 与传输事务 直接相关的SL811HS特殊寄存器

第三，启动传输事务：把寄存器EP0Control[00H]或EP1Control[08H]的第0位(即传输事务启动位)置为逻辑’1’即可启动传输事务。但在此之前必须把这个寄存器中其它位设置好(或与启动位同时设置)，与这个寄存器相关的包域如表4中最后一项所列。
      
第四，单片机读取寄存器EP0Status[03H]或EP1Status[0BH]的值，以获知此次事务传输的完成情况。
      
最后，如果传输成功，而且该传输事务是输入性质的，则单片机可读取数据缓冲区，获得由从机发送过来的数据。

结语
      
在51单片机控制USB接口芯片SL811HS的底层驱动中，读写SL811HS内部寄存器的子程序是最低层的，各种USB传输的较低层操作，如总线复位、插拔检测、速度检测以及传输事务等，都主要是通过读写SL811HS内部特殊寄存器实现的。其中，传输事务的实现就直接涉及了5个特殊寄存器的读写。