EZ-USB开发套件：开启USB产品开发之旅

引言

在当今数字化时代，USB技术广泛应用于各种电子设备中。对于电子工程师而言，开发基于USB的产品是一项常见且重要的任务。Cypress Semiconductor的EZ-USB开发套件（DVK）为开发者提供了一个理想的起点，它包含了开发所需的硬件、软件和文档，能够帮助工程师快速上手并开发出高质量的USB产品。本文将详细介绍EZ-USB开发套件的相关内容，包括其概述、软件和硬件的安装，以及开发板的详细信息。

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一、EZ-USB开发套件概述

1.1 套件简介

EZ-USB开发套件是开发基于EZ-USB产品的绝佳起点。它包含了开发板、示例固件、通用设备驱动、文档和各种工具，适用于EZ-USB FX2LP和FX1芯片。FX1是FX2LP的全速版本，除了缺少高速收发器外，两者基本相同。

1.2 套件内容

硬件部分

• EZ-USB高级开发板
• EZ-USB原型板（面包板）
• USB电缆
• RS - 232电缆
• 软件安装CD - ROM

软件部分（CD - ROM）

• EZ-USB固件库和固件框架
• 固件示例代码
• Cypress通用USB驱动
• Cypress USB类库（CyApi）
• Cypress USB控制台
• Cypress GPIF设计器
• Cypress固件下载驱动示例
• EZ-USB文档和帮助文件
• 参考原理图
• Keil 8051开发工具的有限评估版本（编译器、汇编器、IDE、调试器）

1.2.1 未包含的必需工具

• 完整零售版的Keil开发系统（Keil uVision2）
• Microsoft Visual C++（所有PC示例代码在该平台下开发）
• 运行Windows XP、2000或ME的支持USB的PC

1.2.2 其他建议工具

CATC USB协议分析仪

二、EZ-USB开发套件软件

2.1 系统要求

• 操作系统：Microsoft Windows XP、Windows 2000或Windows ME
• 系统权限：具有系统管理权限
• 内存：64 MBytes RAM（推荐256 MBytes）
• 可用磁盘空间：DVK软件完整安装需50 MBytes，Keil开发工具需50 MBytes
• 处理器：Pentium III级PC（推荐300 MHz或更高）
• 显示器：Super VGA显示（分辨率800 x 600或更高）
• USB主机控制器：全速或高速
• 开发工具：Microsoft Developers Studio Version 6.0或更高版本（用于编译Windows软件示例），Keil uVision Version 2.38或更高版本的8051工具（用于编译固件示例）

2.2 与早期EZ-USB开发套件的兼容性

该EZ-USB高级DVK能够与早期的EZ-USB开发套件共存，使用相同的基本目录结构。唯一的冲突在于驱动绑定，早期DVK使用不同的设备驱动，而EZ-USB FX2LP在“默认USB设备”模式下可能会出现冲突。可以通过在设备管理器中右键单击FX2LP并选择“更新驱动”来解决，选择描述中包含“FX2LP”的驱动。

2.3 安装说明

安装前需要准备安装CD、EZ-USB高级开发板、USB A - B电缆和支持USB的开发平台（PC）。需要注意的是，该开发套件仅适用于基于Windows的PC。

2.4 验证主机PC是否支持USB

大多数1997年后生产的PC都包含全速USB主机控制器硬件，到2003年中，大多数但并非所有PC都包含USB 2.0高速主机控制器。不同操作系统对高速驱动的支持情况不同，需要根据具体情况安装相应的服务包或从适配器制造商获取驱动。可以通过设备管理器验证高速驱动是否安装并正确绑定。

2.5 安装开发套件软件

将安装CD插入CD - ROM驱动器，通过开始菜单运行CD根目录下的“setup.exe”程序。首次使用时，建议接受每个安装阶段的默认选项，安装目录建议使用默认的“c:cypressusb”，如果已安装完整零售版的Keil 8051开发工具，可选择“不安装”Keil工具。

三、安装硬件

硬件安装过程相对简单，使用USB电缆将EZ-USB开发板连接到开发PC的USB端口。操作系统检测到新的USB设备后，会自动安装驱动。由于Cypress通用USB驱动未签名，Windows可能会弹出警告对话框，选择“继续”即可。开发板上的绿色指示灯（BKPT/Monitor）亮起，表示8051 Keil监控代码已加载并运行。驱动“cyusb.sys”会自动安装到WindowsSystem32Drivers目录，同时会在WindowsINF目录创建一个.INF文件。

3.1 使用Cypress USB控制台确认安装成功

运行Cypress USB控制台应用程序，执行“Get Device Descriptor”操作。通过点击“GetDev”按钮从开发板获取设备描述符，USB控制台应显示开发板的响应。重要的是开发板能响应请求，并且VID为0x04B4。更详细的使用说明可在控制台的帮助菜单中查找，EZ-USB DVK用户指南中也有相关教程。

四、EZ-USB高级开发板

4.1 简介

Cypress Semiconductor的EZ-USB高级开发板为EZ-USB系列提供了紧凑的评估和设计平台。开发板通过六个20针接头提供扩展和接口信号，配套的原型板可方便地进行USB设计的快速构建和测试。板上所有IC工作在3.3伏，可通过USB连接器或外部电源供电。开发套件中包含Keil Software Inc.的Cypress定制软件开发工具的评估版本，但评估版本有一些限制，如编译对象大小限制为4 Kbytes，而完整零售版无此限制。

4.2 原理图概述

开发板主要芯片包括EZ-USB芯片（U1，可能是FX2LP或FX1）、可重编程的GAL（U2）、128 K字节的RAM（U3）、3.3V电压调节器（U4）、EEPROM（U5和U6）、RS - 232电平转换器（U7）和I²C扩展器（U8和U10）等。六个20针接头（P1 - P6）用于连接原型板和逻辑分析仪，P8是ATA连接器。

4.3 跳线

开发板上的跳线具有不同的功能，如连接电源、选择内存映射、控制唤醒引脚等。具体跳线功能如下表所示：	Jumper	Function	Default	Notes
JP1	Connects 3.3 volt power to the EZ-USB chip.	IN (1 - 2)
JP2	Powers the on-board 3.3 volt regulator from USB Vbus pin	IN (1 - 2)	To operate the board in self-powered mode, remove JP2 and supply 4 - 5V to JP2 - 1, and GND to a ground pin (TP1 is a convenient GND point).
JP3	Connects four GAL pins to LEDS D2, D3, D4, D5	IN (1 - 2) (3 - 4) (5 - 6) (7 - 8)	U2, the on-board GAL, contains code to use the four LEDs as software settable indicators. If you wish to (a) use the GAL pins for something else, which requires re-programming the GAL or (b) wire the general purpose indicators D2 - D5 to other parts of the board, first remove the appropriate shorting plug(s).
JP5	3.3 Volt Power	IN (1 - 2)	Supplies 3.3 volt power to the board. It may be removed and replaced with ammeter probes in series to measure board current.
JP6 JP7	Memory map selection	OUT (1 - 2)	These jumpers select one of four memory maps for U3, the external 128 Kilobyte RAM. See the Memory Map section for details.
JP8	Wakeup2 Pin	OUT (1 - 2)	Inserting a shorting plug into JP8 connects an on-board RC network (R42, C43) to the secondary remote wakeup pin WU2. This R - C network can be used to test periodic remote wakeup firmware when this dual-purpose pin (it defaults to PA3) is programmed as WU2.
JP9	I2C bus test points	n/a	The I2C bus SCL and SDA lines may be monitored or externally connected using JP9.

4.4 EEPROM选择与启用开关SW1和SW2

SW1用于选择两个插座式EEPROM（U5和U6），SW2用于启用或禁用SW1选择的EEPROM。EZ-USB芯片有不同的启动模式，取决于连接到其SCL和SDA线的EEPROM。具体启动模式如下：

• 通用模式（Generic）：SW2 = OFF，SW1任意位置。当没有EEPROM连接到SCL和SDA时，EZ-USB芯片使用其内部的“硬编码”VID和PID值进行枚举。
• C0加载模式（C0 Load）：SW2 = ON，SW1 = SMALL。该模式为EZ-USB提供外部VID、PID和DID值，使其使用EEPROM提供的值进行枚举，通常使用“小”EEPROM。
• C2加载模式（C2 Load）：SW2 = ON，SW1 = LARGE。该模式在枚举前将8051固件加载到EZ-USB内部RAM，使EZ-USB作为完全定制的设备进行枚举，通常需要“大”EEPROM。

4.5 接口连接器

六个20针接头P1 - P6的引脚设计与HP（Agilent）逻辑分析仪兼容，可用于连接原型板、逻辑分析仪探头或进行通用探测。其信号布局满足高速EZ-USB strobe信号可作为逻辑分析仪时钟，同时为原型板提供3.3V电源，信号逻辑分组便于使用。具体引脚分配如下表所示：	CLK1	3	4	D15
D14	5	6	D13
D12	7	8	D11
D10	9	10	D9
D8	11	12	D7
D6	13	14	D5
D4	15	16	D3
D2	17	18	D1
D0	19	20	GND

4.6 ATA连接器P8

P8是一个40针连接器，用于与标准ATA电缆接口。需要注意的是，SP1、2和3应使用焊料桥接，以连接ATA所需的上拉/下拉电阻。建议使用80针电缆进行所有传输模式。

4.7 U2 -- 22v10 GAL

标准的22v10 GAL在开发板上提供通用“胶合逻辑”，包括组合PSEN和READ信号的与门、内存映射支持、调试LED和三个备用输出，可用于用户自定义功能。

4.8 内存映射

开发板有四种内存映射模式，工厂默认是移除MM1和MM0跳线，该模式提供16 K字节的片上代码和数据内存，外加48 K字节的外部RAM，8051从内部RAM开始执行。其他模式包括“24K gap”、“Ext Flash”和“Single Chip”，分别适用于不同的开发需求。

4.9 I²C扩展器

U8和U10是Philips PCF8574 I/O扩展器，连接到I²C总线，提供8个通用输入输出引脚。U8连接到七段显示器U9，U10连接到四个按钮S2 - S5。通过特定的控制字节和数据字节，8051固件可以对其进行读写操作。

4.10 指示灯 — 电源和断点

LED D1连接到PCB 5伏电源，指示5伏电源的存在；LED D6连接到3.3伏电压调节器输出；LED D7连接到EZ-USB BKPT（断点）引脚，当使用Keil软件开发工具时，绿色LED亮起表示EZ-USB开发板已枚举，Keil监控程序已加载并运行。

4.11 通用指示灯

GAL（U2）的一部分对8051读取某些外部内存地址进行解码，以控制四个通用指示灯D2 - D5的开关。通过读取特定的外部8051地址，可以使用8051汇编代码或C代码控制指示灯的开关。需要注意的是，CLKOUT信号用作时钟来锁存GAL的LED输出信号，如果CLKOUT禁用，LED将不会更新。

五、常见问题解答

文档中还列出了一些常见问题及解答，包括首次使用的操作步骤、示例尝试、文档查找、项目生成、EEPROM镜像构建、寄存器总结、环境设置等方面的问题，为开发者提供了实用的参考。

总结

EZ-USB开发套件为电子工程师提供了一个全面的开发平台，从硬件到软件，从开发板到工具，都为开发基于USB的产品提供了便利。通过详细了解套件的内容、安装过程和开发板的特点，工程师可以更好地利用该套件进行USB产品的开发。你在使用EZ-USB开发套件的过程中遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和疑问。