基于USB的家电自动化设计

　　如果没有上拉电阻，USB就假定总线上没有连接任何东西。有些设备中，上拉电阻是内置的，能通过固件开启和关闭。另一些设备则需要外部上拉电阻。在这种情况下，通过固件进行速度控制会受到限制，并且要求另外对外部中继服务进行实现与编码。
低速设备在D-端连接上拉电阻，表明其为低速设备，如图4所示。最开始，高速设备被当作全速设备进行连接（D+→1.5k至3.3V）。初始连接之后，设备在复位时将发出高速的啁啾声，然后与主机建立高速连接。一旦设备经初始化进入高速模式，上拉电阻就被禁用。

USB数据流模式

　　在设备可以与应用进行通信前，USB主机需要了解设备状态并给它分配设备驱动程序，实现这一初始信息交换的过程就叫作枚举。在枚举过程中，根据USB V2.0规范的定义，设备将经历以下设备状态：
◆ 上电状态（Powered）
◆ 缺省状态（Default）
◆ 地址状态（Address）
◆ 配置状态（Configured）

　　另外还有两个USB设备状态，“连接状态”（Attached）和“挂起状态”（Suspended）。枚举过程的具体细节超出了本文的范围；不过，在设备配置中使用的命令与结构是相关的。描述符是让USB主机能获取设备信息的数据结构。在枚举过程中，主机请求描述符，从最上层设备描述符开始，一直到最低层端点描述符，顺序如图5所示。

枚举过程

　　下面概述一下USB设备的枚举过程所包含的步骤，并讲解设备在枚举过程如何经历从上电到缺省、地址以及配置这几个状态。
◆ 用户将一个USB设备插入USB端口，主机为端口供电，设备此时处于上电状态。
◆ 主机检测设备。
◆ 集线器使用中断通道将事件报告给主机。
◆ 主机发送Get_Port_Status（读端口状态）请求，以获取更多的设备信息。
◆ 集线器检测设备是低速运行还是高速运行，并将此信息送给主机，这是对Get_Port_Status请求的响应。
◆ 主机发送Set_Port_Feature（写端口状态）请求给集线器，要求它复位端口。
◆ 集线器对设备复位。
◆ 主机使用Chirp K信号来了解全速设备是否支持高速运行。
◆ 主机发送另一个Get_Port_Status请求，确定设备是否已经从复位状态退出。
◆ 设备此时处于缺省状态，且已准备好在零端点通过缺省通道响应主机控制传输。缺省地址为00h，设备能从总线获取高达100mA的电流。
◆ 主机发送Get_Descriptor（读设备描述符）报文，以便确定最大数据包大小。设备描述符的八个字节是bMaxPacketSize。
◆ 通过发送Set_Address（写地址）请求，主机分配地址，设备此时处于地址状态。
◆ 主机发送Get_Descriptor报文，以获取更多的设备信息。主机通过发送描述符响应设备请求，随后发送全部的次级描述符。
◆ 主机分配并加载设备驱动程序。
◆ 通过发送Set_Configuration（写配置）请求，主机的设备驱动程序选择一个有效配置，设备此时处于配置状态。