简化USB嵌入式主机和外设应用的硬件和软件组合

本应用笔记是应用笔记3936“Maxim USB实验室”的配套产品，后者介绍了简化USB嵌入式主机和外设应用的硬件和软件组合。MAX3421E是该系统的主机，MAX3420E是外设。本应用笔记解释了如何使用评估（EV）板设置硬件，然后展示了评估软件的三种方法。

介绍

配套应用笔记3936“Maxim USB实验室”描述了C代码和Keil™项目，用于在同一基于ARM®的硬件上实现USB主机（MAX3421E）和外设（MAX3420E）。该套件的硬件包括：

MAX3421E评估板-1板

科尔MCB2130板

该软件可供下载。

本应用笔记解释了如何组装和配置该套件的各种组件。

其他阅读和联系信息

有关MAX3420E和MAX3421E的信息，请访问Maxim网站。您可以找到数据资料、描述Maxim USB实验室代码的应用笔记、许多与MAX3420E和MAX3421E相关的应用笔记，以及订购样品的方法。

硬件配置

图1.Maxim MAX3421E EVKIT-1插入Keil MCB2130板。

图 1 显示了双板组。蓝色板是Keil MCB2130，其中包含飞利浦® LPC2138，ARM7™微控制器。LPC2138具有两个SPI™硬件单元，每个硬件单元连接到两个USB控制器芯片中的一个。

垂直板为MAX3421E评估板-1。MAX3420E外设控制器连接到ARM SPI端口之一，并连接到图5中标记为“3420P”（P=外设）的USB“B”连接器（J1）。MAX3421E主机/外设控制器连接到另一个ARM SPI端口，并连接到“3421P”（J2）和“3421H”（J1）连接器（H =主机）。USB实验室代码使用MAX3421E作为主机，因此不使用评估板上的中间USB连接器（J2）。

主机软件使用 MCB2130 板 （P1） 上的两个串行端口之一将 USB 描述性信息发送到运行终端仿真程序的 PC。Tera Term Pro 等终端程序可以模拟终端 （VT100），这些终端可识别程序发送的特殊“转义码”序列，以清除屏幕并锁定光标。终端程序的设置为38400，N，8，1，没有流量控制。

图1中的米色框和带状电缆是一个Keil ULINK® JTAG加载器调试器。该单元由Keil μVision®3开发环境支持。MCB2130 板配有 μVision3 评估版，这是 Keil 工具集的全功能版本。此评估版本将代码大小限制为 16kB。

此主板上有四个 USB 连接器。Keil 板上的 USB 连接器只有 V总线和接地连接。该连接器通过插入任何 USB 主机为电路板集提供 5V 电源。某些 USB 集线器可能无法提供足够的电流为主板供电，因此最好直接从备用 PC USB 端口获取电源。

Maxim评估板有三个USB接口。如上所述，MAX3420E上连接B连接器，图1所示为3420E P。MAX3421E可用作USB外设或主机，连接两个USB连接器3421P和3421H。这些连接器的 D+ 和 D- 引脚连接在一起，并且一次只能连接一个。USB 实验室代码不使用中间 USB 连接器 3421P。

MAX3420E和MAX3421E连接到ARM微控制器上的两个独立的SPI端口。通过此配置，可以轻松编写在同一代码中并发运行的主机和外围应用程序。这也提供了一个理想的USB训练和调试系统。主机可以将 USB 请求分派到外设，外设可以响应，主机可以评估结果，所有这些都在相同的 C 代码中。图1中的黑色USB电缆显示了将MAX3420E和MAX3421E连接在一起的USB电缆。

Keil MCB2130 板可从 Keil 和其他来源获得。上述Maxim网页将提供有关Keil产品可用性的最新信息。

MAX3421E评估板-1原理框图

图2.MAX3421E评估板框图阴影椭圆是运行应用程序的软件模块。

图 2 显示了两个 USB 控制器如何连接到 USB 连接器 J1、J2 和 J5。连接一个 36 针连接器 （J4） 以插入 Keil MCB2310 开发板。该设计在 ARM 处理器中使用两个独立的 SPI 端口，以提供两个 USB 控制器（U1 和 U2）的独立操作。主机软件在后台运行（此处），而外围代码使用LPC2138中断EINT0调用。main{}

由于 U1 作为主机运行，因此系统必须提供 V总线电源至 USB A 连接器 J1。评估板提供5V电源，使用连接J3-3的飞线供电。这种 5V 电源可以来自 Keil 板“5V IN”上的测试垫，也可以来自实验室电源。U3，MAX4793，开关和限流V。总线电压。U3 控制 V总线使用其 GPO-1 引脚为 J7 供电，并且可以检测其 GPIN-300 引脚上的过流（超过 0mA）情况。

评估板上的按钮和指示灯连接到两个控制器。U1 驱动 7 段读数并连接到四个按钮 （PB1–PB4）。U2 驱动四个 LED，并连接到按钮 PB5 至 PB8。

准备凯尔 MCB2130 板

图3.将 36 针公头焊接到红色矩形中显示的位置。

Keil MCB2310 板具有设计用于接受多个 2 引脚和 8 引脚接头的站点（图 3）。Maxim评估板使用单个36引脚接头（包含在电路板中）通过跨越3.3V电源引脚、三个8引脚接头和两个GND引脚连接到Keil板（图3中的红色轮廓）。各种 Keil 连接器站点之间存在空间，因此在安装 36 针接头之前，必须从 <> 针接头中移除某些引脚对。确保从针座上卸下“缺失”的引脚，然后将其焊接到 Keil 板上。

图3显示了电路板右上角的测试点焊盘（红色圆圈）。这是5V电源接入Maxim电路板的地方。此 5V 电源源自 V总线Keil板上USB电源接头的针脚（图4）。

图4.一根飞线供应 V总线为马克西姆板供电。

安装 Keil 软件

Keil μVision3 ARM开发软件的演示版本可在 www.keil.com 获得。Maxim软件包随附的μVision3项目文件是使用下载的Keil文件mdk303a.exe构建的。使用此版本很重要，因为其中两个项目文件由 Keil 在其开发环境中提供。（这些文件不包含在 MaximUSBLab10.zip 文件中。MaximUSBLab 项目使用 C：Keil 下的特定路径名来查找这些文件。安装 Keil 演示工具时，请确保接受默认安装目录为 C：Keil，以便 Keil 提供的文件的路径名正确。

对于 Keil 的“mdk303a.exe”工具集，Keil 提供的两个文件位于：

C：KeilARMRV30BoardsKeilMCB2130Blinkystartup.s
 
       C：KeilARMRV30BoardsKeilMCB2130Blinkyretarget.c

Keil演示项目包括许多版本的“Blinky”。使用与MCB2310板对应的文件非常重要，MCB<>板是Maxim软件使用的板。

如果您有Keil ULINK JTAG调试单元，则还应从Keil网站下载USB驱动程序。Maxim代码已使用Keil网站上的文件3071.zip进行了测试。安装演示μVision开发软件后，双击此文件以安装将μVision3连接到ULINK盒子的USB驱动程序。

安装Keil演示软件后，导航到MaxUSBLab10文件夹并双击文件MaximUSBLab.Uv2。这将打开具有所有正确项目设置的项目。单击“重建所有目标文件”按钮，项目应编译。如果您有ULINK盒并安装了USB驱动程序，则可以单击“启动/停止调试会话”以运行、修改和调试Maxim示例代码。

审核编辑：郭婷