基于USB2.0数字相机的设计毕业论文(22页).doc

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1、-基于USB2.0数字相机的设计毕业论文-第 17 页编号 本科生毕业论文基于USB2.0数字相机的设计The Subject of USB2.0 based on the design of digital camera2009年 6 月 摘要 随着电脑外设和数码产品的不断发展，各种设备与PC机之间的接口成为当前需要解决的难题。USB是由Intel，Compaq，Microsoft等七家着名的计算机和通信公司于1994年推出的通用串行总线，它的出现大大简化了PC机和外设的连接过程，使PC机接口的扩展变得更加容易。USB具备其它总线无法比拟的优点，比如支持热插拔、传输速度快且稳定、低耗能等等。

2、目前，USB己成为微机与外围设备通信的首选接口。尤其是USB2.0协议的发布，是USB技术发展史上的里程碑，它在USB1.0的基础上有了质的提高，其理论传输速度可达到480Mb/s，为计算机与外设的高速数据交换提供了可能。 本文对USB接口技术的基本原理进行了较详尽的研究，详细介绍了基于USB2.0的应用系统的基本组成框架。考虑到数字成像和USB技术都是近些年来的热点技术，本文以一种USB2.0的图像采集系统为实例，给出了该系统的解决方案。文章首先概括的介绍了USB形成的背景、USB接口的优点、USB层次结构、USB的通信协议、USB的数据传输方式等等。然后，重点论述了基于USB2.0技术的图

3、像采集系统的设备端和主机端软、硬件的设计与实现方法。在硬件方面，在对USB接口芯片CY7C68013和CMOS图像传感器芯片OV7620的功能结构进行分析的基础上，提出了系统硬件电路的设计方案，就主要功能模块的实现进行了论述。在本设计中，选用OV7620实现视频图像的采集，选用Cypress公司的USB接口芯片CY7C68013实现图像采集系统中的接口功能，完成图像数据的传输;在软件方面，详细地介绍了USB接口芯片的固件程序、驱动程序的开发流程。关键词:USB2.0，OV7620，CY7C68013，固件，驱动程序Abstract With the development of PC peri

4、pherals and digital products，the interface andconnection between them and PC has become a difficult problem. The USB Specification was proposed by Intel，ComPaq，MicrosotfnadohtereomPnaiesin1994，its emergence simplified the connection between PC and PC peripherals，and made PC interface extension to be

5、come more easier. It has more advantages than other bus，such as supporting of hot insert&Plug，high transmission speed and low expense. Now USB has been widely used in PC peripherals and it has become one of the best selections in many buses. Especially the 2.0 revision of the USB specification is is

6、sued，which is the landmak in the USB history. Its transmission speed Is 480Mb/s. So its Possible to realize the high transmission speed bewteen PC and the Peripherals. This paper researched the basic principle of USB technology in detail，and introduced the basic frame of an application system based

7、on USB2.0 in detail. In consideration of the digital imaging and USB technology are hot techniques in recent years，we select a USB2.0 image acquisition system to be example，and give the solution of that system.The paper generalized the developing background and theadvantages of USB，the hierarchical

8、structure Including protocol，and transmission means of data etc briefly. Then the design and implementation of the hardware and software on both host and device sides of an image acquisition system based on USB2.0 are demonstrated in detail. In hardware segment, after analyzing the features of USB i

9、nterface chip CY7C68013 and CMOS image sensor OV7620, the paper proposes the layout o f the circuit design and the implementation of the main functional modules is introduced in detail，In this design，we select CMOS image sensor OV7620 to complete the image acquisition, and select USB interface chip

10、CY7C68013 to complete the image transmission. In software segment firm ware design and device driver areintroduced in detail.KeyWords:USB2.0，OV7620，CY7C68013，Firmware，Drvier目录第一章：绪论11.1USB总线技术发展过程及现状11.2USB总线的优势11.3图像采集系统的概述11.4论文主要研究内容和主要工作2第二章 ：系统框架32.1 USB2.0规范概述32.2系统的硬件构成8第三章 系统硬件设计123.1 系统总体方案

11、与基本原理123.2图像采集电路设计123.3 EEPROM电路设计133.4 CY7C68013与0V7620连接143.5 电源设计153.6电源转换电路设计153.7 时钟电路的设计16使用外部晶体振荡电路和内部振荡器。晶体连接到单片机芯片的X1和163.8 SRAM电路的设计17第四章 系统软件设计194.1图像采集系统设计194.2 USB接口芯片的初始化程序设计21SYNCDELAY;21SYNCDELAY;22SYNCDELAY;224.3USB设备请求的处理程序224.4CY7C68013的I2C子程设计234.5GPIF接口编程254.6批量传输的实现26SYNCDELAY;

12、27SYNCDELAY;27SYNCDELAY;274.7 USB设备描述符27第五章 结论30第六章 参考文献31致谢32第一章：绪论 1.1USB总线技术发展过程及现状 作为计算机外设接口技术的重要变革，USB在传统计算机组织结构的基础上，引入了网络的拓扑结构及其设计思想1。USB具有终端用户的易用性、广泛的应用性、带宽的动态分配、优越的容错性能、较高的性能价格比等特点，方便了外设的增添，适应了现代计算机多媒体的功能拓展，己逐步成为计算机的主流接口。USB总线从诞生起便引发了一场产业革命。它以灵活、方便、应用范围广、通信稳定、成本低廉等优点，使得PC的接口纷纷从串行口和并行口转到USB总线

13、上来。SB2.0标准于2000年4月提出2，它的传输速率达到了480Mb/s，比它之前的USB1.1标准的12Mb/s快了40倍。速率瓶颈的突破使USB的应用领域得到了很大的拓展，原来由于速率限制而不适合用USB的大容量硬盘、高品质摄像头、高分辨率扫描仪等设备都可以使用USB2.0接口。 1.2USB总线的优势 USB3(Universal Serial Bus)通用串行总线由Intel提出，它是一种快速的、双向的、同步传输的、廉价的并支持热拔插的串行接口。USB技术的应用是计算机接口技术的重大变革，同以上两种接口总线相比，USB具有不可比拟的优点: 1.USB可连接多达127个外设，简单方便

14、的扩大了PC机接口能力。 2.对于PC用户来说，USB实现了真正的即插即用和热插拔，当用户需要将外设连接到PC机上进行功能扩展时，只需要将外设的连线插入PC机的USB接口上就可以了，其余由操作系统来完成。 3.USB规范具有良好的向下兼容性，如USB2.0的主机控制器就能很好地兼容USB1.1的产品。 4.USB技术具有开放性，是非营利性的规范，得到了广泛的工业支持。 5.不管是硬件设计或是数据传输的协议，USB都很稳定。USB驱动程序、接收器以及电缆的硬件规范，都会尽量减少噪声干扰产生的错误数据。 随着USB2.0版本的发布，USB越来越流行，它己经成为一个标准接口。目前市场上出售的所有PC

15、机都支持USB，而且很多外设只推出了USB版本，如移动硬盘等。可以预见，USB的应用肯定会越来越广泛，其传输速率也会越来越高。1.3图像采集系统的概述随着数码产品的不断普及，摄像头的应用范围在不断的扩大，摄像头中的核心部件-图像传感器的用量也在日益增长，由于CCD图像传感器成本等因素的限制，近几年CMOS图像传感器的用量急剧上升，特别在手机、数码照相机的应用。与CCD相比，CMOS器件则是一种可大规模生产的集成电路，具有成品率高、价格低等特点。相对于CCD而言，CMOS器件技术有一些明显的特点4：其一，集成度高；其二，价格低廉，CMOS器件结构简单，从而成品率高，制造成本低。因此，大量的摄像头

16、生产商都选用了CMOS图像传感器作为其摄像头的传感器。 随着CMOS摄像头的图像象素增加，对传输摄像头数字图像的通道速度要求越来越高。对百万象素以上的摄像头，就要求几十兆的传输速度。因此，研究高速的数字图像传输接口对CMOS数字图像摄像头的生产和应用有着很重要的意义。 1.4论文主要研究内容和主要工作 本论文主要研究了USB总线技术，包括USB形成的背景、USB接口的优点、USB层次结构、USB的通信协议、USB的数据传输方式等等。在充分研究了USB2.0协议的基础上，总结出基于USB2.0的应用系统的基本组成框架。并以此为依据，提出了一种USB2.0的图像数据采集系统实现方法。整个系统在功能

17、上分为采集、传输和显示三个部分。利用嵌入式CPU采集CMOS图像传感器芯片输出的数字图像信号，然后把数据传输到主计算机(PC机)，最后PC机将重建图像在屏幕上显示出来。第二章 ：系统框架 2.1 USB2.0规范概述 2.1.1USB的特性 (1)USB的即插即用。USB实现了自动配置，它不需要用户手工配置I/O地址和中断请求(IRQ)。当USB设备连接到计算机上时，操作系统会自动检测该设备，并加载适合的驱动程序。(2) 支持热插拔。用户可以把USB设备连接到一台正在运行的计算机上。 (3)最大支持127个物理设备(包括根集线器)的连接。用USB连接的外围设备数目最多达127个，共7层。在这7

18、层中，除根集线器外，最多支持5个集线器的级连，即一个USB设备最多可以经过5个集线器连接至主机。 (4)灵活供电，USB电缆具有传送电源的功能，支持节约能源模式，耗电低，能够采用总线供电。USB总线提供最大为5V，500mA电流，对于功耗较小的设备来说这是非常有效的。另外，USB支持低功耗模式，如果连续3ms没有总线活动，USB就会自动进入挂起状态，以节省电能消耗。 (5)支持主机和外围设备之间多个数据和信息流的传输。UBS支持三种类型的传输速率:1.5Mb/s的低速传输、12Mb/s的全速传输和480Mb/s的高速传输;USB共有4种传输方式:控制传输、同步传输、中断传输、批量传输，以适应不

19、同设备的需要。 (6)USB规范具有良好的向下兼容性，如USB2.0的主机控制器就能很好地兼容USB1.1的产品，操作系统在检测到全速USB设备接入时，会自动按照12Mb/s的速率进行传输，而其他高速USB设备，并不会因为全速设备的连接而减慢它们的传输速率。5 2.1.2应用范围分类USB支持三种类型的传输速率:1.5Mb/s的低速传输、12Mb/s的全速传输和480Mb/s的高速传输;4种传输类型:控制传输、中断传输、批量传输和同步传输，这使其能适合多种外设的需要。表2-l5按照数据传输速率对USB设备进行了分类，可以看出480Mb/s可以包括高速、全速、低速的情况。 表2-1 USB应用范

20、围分类 2.1.3 USB系统构成 USB系统可以从三个方面进行描述:三个逻辑层:USB互连、USB主机和USB设备。USB系统分为三个逻辑层6：功能层、USB设备层和USB总线接口层，且每一层都由主机和UBS设备的不同功能模块组成9，如图2-1所示。 主机 互连 物理设备功能设备客户软件 客户软件 功能层USB逻辑设备USB系统软件 USB设备层USB主机控制器USB主线接口 USB总线接口层 实际通信流 逻辑通信流图2-1 USB系统的分层 2.1.3.1 USB总线拓扑结构USB总线的物理连接是一种分层的星型拓扑结构9，如图2-2所示。集线器(hub)是每个星型结构的中心。由于集线器和电

21、缆的传播时间有定时的限制，允许的最大层数是7层(包括根层)。通过这种层次星型的总线拓扑结构，USB系统最多可以支持127个USB设备(包括根集线器)的连接。在这7层中，主机和任何设备之间的通信通路最多可支持5个非根集线器。一个复合设备占用两层，因此它不能被连接到第7层。第7层只允许连接功能设备。如果采用5m长的USB电缆，则最大的传输距离为30m，可见USB现在还不适合长距离的数据传输。图2-2 USB总线拓扑结构 2.1.3.2 USB主机在USB系统中USB主机是总线上唯一的主人(10)，USB设备仅仅响应主机请求。USB主机通过主机控制器管理总线上的数据传输。USB主机的功能如下:1)检

22、测USB设备的安装和拆卸;2)管理在主机和USB设备间的控制流;3)管理在主机和USB设备间的数据流;4)收集状态和动作信息;5)提供电源给连接的USB设备。USB主机通常包括以下部分:客户软件(USB设备驱动程序和主机应用程序)、USB系统软件(USB总线驱动程序、主机控制器驱动程序和主机软件)和UBS主机控制器。图2-3显示了UBS主机的软、硬件组成及它们之间的通信。图2-3 USB主机的组成 2.2系统的硬件构成 2.2.1采集系统总体结构系统总体结构7框图如图2-4所示，系统主要由CMOS图像传感器芯片OV7620、可编程逻辑器件EPM7128、数字信号处理器芯片TMS320VC540

23、1、USB2.0接口控制器CY7C68013、SRAMCY7C1041、总线驱动器HC244等构成。2.1.3.3 USB设备 图2-4 图像采集系统结构框图 2.2.2 OV7620 OV76208是美国OmniVision公司推出的一款高集成度、中分辨率（640480）、逐行/隔行扫描、彩色/黑白CMOS数字图像传感器芯片19。它的数字视频口支持多种输出格式，包括：60Hz 16位/8位YCrCb 4:2:2格式，ZV口输出格式、RGB原始数据16位/8位输出格式和CCIR601/CCIR656格式。输出帧频可于0.5到30帧/秒范围内编程。OV7620内部集成I2C总线兼容的SCCB(S

24、erial Camera Control Bus)接口，外部主机以此来操作芯片内部寄存器，对芯片的功能进行设置。OV7620内部结构如图2-5所示，其中Y0Y7为图像数据输出Y线；UV0UV7图像数据输出UV线；SDA为I2C总线数据线；SCL为I2C总线时钟线；FODD为奇场信号输出；HREF为行同步输出；VSYNC为帧同步输出；PCLK为像素同步时钟输出；VTO模拟视频输出；MID为多片应用允许；CS2：0与Y6、Y4、Y7复用，用于在芯片上电或复位时设置SCCB总线地址。图2-5 OV7620内部结构OV7620的数据输出时序如图2-6所示：图图2-6 OV7620输出时序 2.23CY

25、7C68013CY7C680139集成了USB2.0收发器、SIE(串行接口引擎)、增强的8051微控制器和可编程的外围接口。FX2这种独创性结构可使数据传输速率达到480Mb/s，即USB2.0允许的最大带宽。在FX2中，智能SIE可以处理大部分USBI.1和USB2.0协议，使得微控制器可以专注于应用功能，从而减少了开发时间和确保了USB的兼容性。GPIF(General Programmabale Interface)和主/从端点FIFO(8位或16位数据总线)为ATA、UTOPIA、EPP、PCMCIA和DSP等提供了简单的无缝连接接口。几CY7C68013只支持两种传输速率:全速(F

26、ull speed)12Mb/s和高速(High speed)480Mb/s，不支持低速(Low speed)1.5Mb/s。CY7C68013结构图如图2-7所示:图2-7 CY7C68013内部结构第三章 系统硬件设计 3.1 系统总体方案与基本原理 整个图像采集系统主要由图像采集电路、EEPROM、USB接口芯片、电源转换电路等模块组成。系统的原理框图如图3-1所示。图3-1系统原理框图 3.2图像采集电路设计 本系统10的图像采集工作由光学镜头和图像传感器OV7620完成。图像传感器OV7620与EPM7128及SRAM构成了前端数据采集电路，其具体连接关系如图3-2所示。图3-2数据

27、存储接口OV7620的SCCB接口SCL、SDA两个引脚与的I2C接口连接，由CY7C68013设置OV7620工作于8位总线模式。图像数据通过输出线Y7:0输出，将Y7:0通过两片HC244连入系统板的数据总线上，分别连接到CY7C1041的数据总线高8位和低8位上。帧同步信号VSYNC和行同步信号HREF连接到EPM7128的通用I/O引脚。OV7620的PCLK引脚为像元同步时钟输出信号，连接到EPM7128的全局时钟引脚GCLK1，作为全局时钟以保证OV7620与EPM7128的同步。3.3 EEPROM电路设计 在本系统中，采用的是I2C总线上连接有EEPROM11，且在EEPROM

28、中存放有固件和VID/PID/DID。如图3-3所示:图3-3 24LC64图3-4为EERPMO硬件电路。图3-4EEPROM电路 3.4 CY7C68013与0V7620连接CY7C68013使用其功能强大的GPIF接口实现和OV7620的无缝连接。它们之间的连接如图3-5:图中几个主要的引脚说明如下:Y7:0:8位图像数据输出PCLK:像素时钟输出VSYNC:垂直同步信号输出HREF:水平同步信号输出SI00:SCCB总线的数据信号线SI01:SCCB总线的时钟信号线IFCLK:GPIF接口的同步时钟信号RDY1:0:GPIF接口的准备输入线图3-5CY7C68013与OV7620的连接

29、CY7C68013与OV7620构成的数据通道的工作原理是:首先，USB设备完成总线枚举和设备配置(通过I2C总线对OV7620的内部寄存器配置)，OV7620完成配置后就进入工作状态，开始图像采集。然后，CY7C68013通过GPIF接口监测OV7620垂直同步信号VSYNC和水平同步信号HREF的变化，判断新的一帧是否开始。新的一帧图像开始后，在同步时钟信号PCLK的作用下，CY7C68013通过数据总线PB7:0将图像数据传送到FIFO中。 3.5 电源设计模拟电源由电源芯片LDI11712负责提供，LD1117总共四个引脚，其中两个接模拟地，并连接到USB电缆的地线。LD1117的连接

30、如图3-6所示。图3-6电源芯片LD1117连接方式 3.6电源转换电路设计整个硬件电路系统采用USB总线供电。也就是说，整个硬件电路的供电是主机(PC机)通过USB接口提供的，其提供的电压为+5v，最大电流为500mA。硬件电路中OV7620工作电压为+5V，而USB控制器CY7C68013工作电压是+3.3V，因此必须通过电源转换芯片LT1763CS8一3.3将+5V的供电电压转换为+3.3V电压，从而适应整个硬件系统的需求。图3-7为电源转换电路。图3-7 电源转换电路 3.7 时钟电路的设计 时钟电路13如图3-7所示：图3-7 常见时钟设计的两种方法 使用外部晶体振荡电路和内部振荡器

31、。晶体连接到单片机芯片的X1和X2/CLKIN引脚之间，通过激活芯片内部振荡器来实现时钟发生。一般石英晶体具有30?左右的有效串阻和1mW的功耗，每个引脚应该连接一个20pF左右的负载电容来构成振荡电路。 3.8 SRAM电路的设计SRAM结构如图3-9所示图3-9 SRAM芯片结构 它有256K16bit的存储空间，存取数据的时间最快只要10ns，即存取速度可以达到 100MB/s，完全可以满足我们存取图像数据的要求。它有18位的地址线，16位的数据信号线;当芯片没有被选中时自动掉电以减少功耗;它采用CMOS结构，功耗低;3.3V电源供应;全静态操作，不需要时钟刷新;三态门输出等。引脚 CE

32、和WE为低表示写设备。如果BLE为低，I/O引脚(I/O0一I/O7)上的数据被写到地址引脚(A0-A17)指向的位置。如果BHE为低，则I/O引脚(I/O0-I/O1)上的数据被写到地址引脚(A0-A17)指向的位置。引脚CE和OE为低并且WE为高表示读设备。如果BLE接低电平，地址引脚(A0_A17)指向的位置上的数据将出现在I/O引脚(I/O0-I/O7)上。如果BHE接低电平，则地址引脚(A0-A17)指向的位置上的数据将出现I/O引脚(I/O8-I/O15)上。如果设备取消选定(CE为高)，或者输出被禁止(OE为高)，或者BHE和BLE为高，或者正在进行写操作，则输入引脚(I/O0一

33、I/O15)处于高阻状态，输出被禁止(OE为高)第四章 系统软件设计4.1图像采集系统设计在整个图像采集系统中，CY7C68013中固件主要完成三个方面的工作:初始化USB芯片及通过I2C总线对OV7620的各项参数进行设置;作为USB接口控制芯片与主机通信并传输数据:利用芯片上GPIF接口控制CY7C65013和OV7620间的数据传输。该系统固件共包含6个程序文件:wf.c，dscr.a51，usbov.c，gpif.c，Ezusb.lib和usb jumptb.obj。 其中，wf.c是固件架构的代码，它是固件运行的主程序文件，通过调用初始设置函数TD_Init()、用户功能函数TD_P

34、oll()、挂起函数TD_Suspend()和唤醒函数TD-Resume()来处理各种USB事件。 dscr.a51是设备描述符文件，定义了系统所使用的各种USB描述符。 usbov.c是用户功能代码，其中包含了各种功能函数的定义，这些功能函数是各程序之间的桥梁。主要有三类:工作分配器、标准设备请求处理函数和USB中断服务例程。 gpif.c是GPIF波形文件，包含两部分内容:波形描述符定义和GPIF的初始化函数GpifInit()。 Ezusb.1ib是EZUSB函数库对象程序代码。 usb jumptb.obj中定义的是USB中断向量表。 4.1.1主程序设计固件主程序(固件架构)比较复杂

35、，需要用到大量的函数，但其基本结构却相对简单，包括以下3个过程:初始化，包括处理器和图像传感器的初始化;主函数，包括处理USB标准设备请求的代码;中断处理，包括处理各种中断的程序代码，如I2C总线中断等。固件主程序流程图如图4-1。图4一1:主程序流程图4.2 USB接口芯片的初始化程序设计主程序首先对一些全局变量进行初始化，这些全局变量被作为状态位使用，它们反映出USB设备所处的状态，并且控制固件的运行。这些全局变量有以下几个:(1) Sleep:USB芯片是否进入挂起状态的检测标志。当USB总线上3ms没有检测到传输事务，芯片就进入挂起状态，并产生挂起中断。在中断服务程序中，该标志位被设置

36、为真，主程序检测到该标志位为真后，就会将处理器置为空闲模式(将8051的特殊功能寄存器PCON的第零位置高)。(2) Rwuen:远程唤醒功能使能的标志。这个标志说明了设备能够由PC机来唤醒。(3) Selfwr:自我供电模式的标志。这个标志表示这个设备是自我供电，而非总线供电。(4) GotSUD:端点0是否收到SETUP封包的检测标志。当主机检测到该标志位为真时，就会调用专门的命令处理函数进行分析和处理。(5) configuration:表示当前所选择的设备配置。主机可以通过发送set_configuration()请求进行设置。(6) AlternateSetting:表示当前所选择的

37、替换值。全局变量的初始化完成后，主程序调用TD-Init函数。在该函数中对USB接口芯片中各种寄存器进行设置，以使CY7C68013工作在用户要求的状态。其主要实现代码如下:void TD-Init(void)CPUCS=0x10; /使CPU工作于48MHz，不驱动CLKUOT输出GpifInit(); /初始化GPIF接口EP2CFG=oxE0; /配置EPZ为四缓冲的批量输入端点，其最大包为512 /字节EP4，EP6和EPS未被使用SYNCDELAY;EP4CFG=0x20; /清除有效位SYNCDELAY;EP6CFG=0x62; /清除有效位SYNCDELAY;EP8CFG=0x6

38、0; /清除有效位SYNCDELAY;FIF0RESET=0x80;SYNCDELAY;FIF0RESET=0x02; /重置FIF02SYNCDELAY;FIF0RESET=0x04; /重置FIF04SYNCDELAY;FIF0RESET=0x06; /重置FIF06SYNCDELAY;FIF0RESET=0x08; /重置FIF08SNYCDELAY;FIF0RESET=0x00;SYNCDELAY;EP2FIF0CFG=0x0c; /配置FIF0为8位数据总线，自动传输SYNCDELAY;EIE|=0x01; /使能I2C中断SYNCDELAY;EP2AUT0INLENH=0x02;

39、/设置自动提交数据包大小，512字节SYNCDELAY;EP2AUT0INLENL=0x00;4.3USB设备请求的处理程序设备请求类型是长度为1字节的类型码，包含传输方向、类型、接收方等信息,可以防止传输数据是发生堵塞现象。如图4-2所示：图4-2 设备请求处理流程图4.4CY7C68013的I2C子程设计CY7C68013中有三个I2C总线寄存器2，用来管理I2C总线的工作，见表4-l14。其中I2DAT为8位数据寄存器，负责数据的读入或送出;I2TCL为配置寄存器，负责配置总或;I2C为控制状态寄存器，负责控制传输和报告各种状态。1表4-1 I2C总线控制器寄存器 开始控制位TSART:

40、 当TSART位被配置为1，写入数据到工ZADT，开启I2C总线数据传输。此位在接收器的应答信号期间自动清零。 停止控制位STOP: 当STOP位被配置为1，当前总线数据传输完后，停止I2C总线数据传输。此位在总线停止传输数据后自动清零。 错误状态位BERR: 当总线上出现错误时，BERR位被置为1。此位也可自动清零。 应答信号状态位ACK: ACK位为1时，表示接收器成功接受数据;反之，表示数据传输失败。此位在读传输时被忽略。状态位DONE:当完成1个字节数据传输后，CY7C68013设置DONE位，并产生中断。当读或写I2ADT寄存器时，此位自动清零。图4-2 I2C程序的流程图 在接口电

41、路中，CY7C68013是通过I2C总线对图像传感器OV7620内部寄存器进行配置，因此I2C子程序的功能就是完成CY7C68013对OV7620配置操作。配置的方法采用I2C总线接口的写入操作，先发送所使用的OV762O的SCCBDI写地址42H，紧接着发送需要写的寄存器的地址，再发送数据。 在固件设计中，使用了I2C中断，对OV7620的配置操作由I2C中断服务程序完成。I2C中断是FX2中断系统中13种中断之一。当I2C总线上传输完1B数据且DONE位被置为1时，产生该中断。USB设备完成枚举后，用户通过主机应用程序发出配置OV7620的请求，该厂商请求激活设备请求分析函数SetupCo

42、mmand()，从而进入用户自定义命令函数DR_vendorCommand()，在该函数中开启I2C总线并将从机地址写入I2DAT中，一个字节数据传输完毕后产生I2C中断，进入I2C中断服务程序i2c_isr()，完成对OV7620中寄存器的配置。图4-2为I2C子程序的流程图。 4.5GPIF接口编程GPIF允许CY7C68013和外部设备的8位或16位并行接口直接连接。这种连接是通过以下的外部引脚实现的，即6个可编程控制输出引脚CTL5:0，5个准备输入引脚RDY5:0，8位/16位的双向数据总线DF15:0和9位的地址总线GPIFADR8:0。下面是初始化GPIF引擎的代码:Void G

43、pifInit(void)BYTE i;IFCONFIG=0x42; /设置CY7C680131作在GPIF接口模式下GPIFABORT=0xFF; /终止任何未定波形/初始化GPIF配置寄存器GPIFREADYCFG=InitData0;GPIFCTLCFG=InitData1;GPIFIDLECS=InitData2;GPIFIDLECTL=InitData3;GPIFWFSELECT=InitData5:GPIFREADYSTAT=InitData6;AUTOPTRSETUP=0x07;/波形描述符存放到GPIF波形寄存器中APTR1H=MSB(&WaveData);APTR1L=LSB

44、(&WaveData);AUTOPTRH2=0xE4;AUTOPTRL2=0x00;for(i=0x00; i128; i+)EXTAUTODAT2=EXTUATODAT1;4.6批量传输的实现对图像数据的传输使用的GPIF的FIF0读来完成的，在主程序的用户函数TD_Po11()中进行处理。为了最大限度的增大USB2.0的带宽，端点2设置为自动传输方式(AUTOIN=1)，自动传输计数器为512字(EP2AUTOINLENH=0x02，EPZAUTOINLENL=0x00)，在图像数据传输允许后，数据传输之前需检测GPIF接口是否处于空闲状态，当条件满足后，再判断端点2缓冲区是否有足够空间接

45、收最大数据包长度的字节，这是因为每次传输总是传输最大数据包长度的数据(512字节)。在启动GPIF传输后，数据读入端点2缓冲区，由于端点2设置为自动传输模式，不需要每包数据都指明传输到主机的字节数，即微处理器在启动GPIF传输后完全不干预整个传输过程。FIF0读传输开始后，FIF0读波形会被反复的调用，每次波形触发都会传输一个字节/字，直到事务计数器GPIFTCB3:0到期，即GPIF将自动传送事务计数器中指定数量的字节/字。之后，GPITFRIG寄存器的DONE位被置1，表明GPIF数据传输事务结束，GPIF处于空闲状态。执行一个FIF0读的过程如下:(1)设置事务计数器的初值。事务计数器的最大值为4G字节/字，将要传送的字节/字数写入事务计数器中。然后设置GPITFRGI寄存器的R/W位为1并在EP1:0中写入接收数据的端点号EP2，以触发FIFO读波形。 (2)检查G