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使您的USB应用支持"自举程序"
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课程目标
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了解在嵌入式应用中, 自举程序的应 用 了解USB设备自举程序的原理 了解USB嵌入式主机自举程序的原理 掌握怎样实现USB自举程序的功能
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课程安排
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概述 自举程序的原理 USB基础的回顾 Microchip USB协议栈的介绍 USB 设备自举程序 USB 嵌入式主机自举程序总结
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概述
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自举程序概念
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自举程序就是在应用程序之前运行的 一小段程序.通过这段程序,我们可 以初始化硬件设备,建立内存空间的 映射图,更新应用程序.
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概述
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应用场合及优点
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修复设计中的BUG 更新现有的设计,添加新的功能 不需要工程师去产品现场,可以远程 更新或者通过终端用户完成 升级方便,不需要额外的烧录工具
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概述
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自举程序的分类
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串口自举程序 以太网自举程序 SD卡自举程序 CAN自举程序 USB自举程序
---- USB 设备自举程序 ---- USB 嵌入式主机自举程序
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概述
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串口自举程序
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AN1094 – dsPIC30F/33F和PIC24F/24H器件的 自举程序 AN1157 – A Serial Bootloader for PIC24F Devices AN732 – Implementing a Bootloader for the PIC16F87x
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概述
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以太网自举程序
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下载我们的TCP/IP协议栈
http://www.microchip.com/stellent/idc plg IdcService=SS_GET_PAGE&no deId=2680&dDocName=en537041
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请参考默认的安装路径:
C:\Microchip Solutions\Internet Bootloader App
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概述
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SD 卡自举程序
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PIC18F入门工具包 Beta版的源代码
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概述
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CAN自举程序
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AN247-A CAN Bootloader for PIC18F CAN MCUs
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概述
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USB自举程序
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最新的USB协议栈Microchip
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Application Libraries v2009-08-31.zip http://www.microchip.com/stellent/idc plg IdcService=SS_GET_PAGE&no deId=2680&dDocName=en537044 包括上位机的应用软件和PIC单片机 的固件
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课程安排
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概述 自举程序的原理 USB基础的回顾 Microchip USB协议栈的介绍 USB 设备自举程序 USB 嵌入式主机自举程序 总结
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自举程序的原理
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自举程序原理
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先用烧录工具在MCU里面烧录一段程序. 这段程序的功能是能够从外部(PC/SD卡 /U盘等)读取应用程序,然后自身烧录到 程序空间,然后运行应用程序的功能.
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课程安排
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概述 自举程序的原理 USB基础的回顾 Microchip USB协议栈的介绍 USB 设备自举程序 USB 嵌入式主机自举程序 总结
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USB的协议规范
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USB Specification 1.1 USB Specification 2.0 On-The-Go Supplement to USB 2.0 USB Specification 3.0
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USB相关的术语及缩写
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USB----Universal Serial Bus(通用串行总线) SIE ---- Serial Interface Engine(串行接口 引擎) Device/Host/OTG/DRD(设备/主机 /OTG/DRD) USB Class(USB类) Endpoint(端点) Pipe(管道) Descriptor(描述符) Enumeration(枚举)
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全速USB基础知识
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USB是"单主 + 多从"查询式总线
USB主机控制器(主) 和根集线器(Root Hub)
鼠标
帧的开始 Int EP1 Iso EP1 Iso EP1
打印机
扬声器
SOF
SOF
Int EP1
Iso EP1
Iso EP1
SOF
Int EP1
Iso EP1
Bulk Bulk EP2 EP2
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"逻辑"USB设备
设备
(生产商:Microchip Technology) (产品:Mouse in a Circle Demo) (VID_PID:04d8_0000)
配置
(活动)
接口
(鼠标) USB设备特定的管道 (HID) 端点1
(中断 – IN)
模拟/数字I/O
MCHPFSUSB HID TX/RX功能
端点1
(中断 – OUT)
端点0 USB系统软件 (默认控制管道)
(控制 – OUT)
逻辑设置由设备描述符 表来表示,保存在设备 固件中.
端点0
(控制 – IN)
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最大传输速率-USB全速
传输/ 端点类型 中断 查询间隔 对于这一类型的 所有传输, % 保留BW/帧
90
最大数量的数据字节/帧/端点 (每帧的最大事务数 @ 最大Ep长度)*
64 (1 x 64)
数据 完整性
固定,定期
Y
同步
固定,定期
90
1023 (1 x 1023)
N
批量
可变,使用空闲带 宽
0
1216 (19 x 64)
Y
控制
可变
10
832 (13 x 64)
N
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USB的类
数据手套 鼠标 外部硬盘 驱动器 PICkit 2 入门工具包 操纵杆 调制解调器 软盘驱动器 以太网 适配器
海量存储设备类 (MSD)
通信设备类(CDC) 键盘 ICD2 定制类(供应商类) 人机接口设备类(HID) 更多的类….
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USB驱动程序选择
功能特性 Windows内建驱动 程序支持 64位PC支持 XP支持 Vista支持 传输类型 控制 中断 批量 最大速度
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HID Y Y Y Y
CDC 需要 .inf Y Y Y
mchpusb.sys (v1.0.0.6) N Y Y Y
WinUSB 需要 .inf Y Y Y
Y Y N 64KB/s
N N Y ~80KB/s
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Y Y Y ~1.0 MB/s
Y Y Y ~1.0MB/s
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USB设备的枚举过程
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请参考USB规范第9章获得更多信息
双口RAM
端点 0 OUT
(控制数据)
控制传输
端点0 IN
(控制数据)
描述符
其他端点
总线复位
设置地址(0)
得到描述符
配置设备
设备准备好数 据通信
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描述符
是什么设备
设备 描述符
是鼠标.
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每个USB设备包含了一些自身数据结构的信息被称作描述符. 当设备连接到USB总线时,它将发送描述符给主机.描述符 允许主机识别新插上的设备,配置设备,下载必要的驱动. 有5种标准的描述符类
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设备描述符 配置描述符 接口描述符 端点描述符 字符串描述符
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描述符
字符串 0 字符串 1 字符串 N 配置 1 设备
其他的配置描述符 …
其他的接口描述 符…
接口 0 接口 1
端点
端点
端点
端点
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描述符被存储在非易失性的闪存存储器中
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描述符—示例
Manu. String 设备
USB 2.0, VID = 0x04D8, PID = 0x0007, Num. Configurations, Strings Configuration #1: Bus-Powered, Remote Wakeup, 500mA, Num. Interfaces
Microchip
Prod. String 配置 1
PICDEM USB
Other String 接口 0
Interface #0: HID Class, Num. Endpoints
Go USB!
端点
Unicode Characters
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Endpoint 1 IN, Interrupt Transfer Type, 64-byte buffer, Poll every 3 ms
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课程安排
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概述 自举程序的原理 USB基础的回顾 Microchip USB协议栈的介绍 USB 设备自举程序 USB 嵌入式主机自举程序 总结
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Microchip USB协议栈的介绍
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我们一直在更新USB的协议栈,版本从最初 的1.1到现在的2.5b 协议栈覆盖Microchip所有的带USB SIE的 MCU,包括8位\16位\32位 协议栈包括了常用的USB类:HID类/ MSD类/ CDC类/客户定制类 协议栈也包括设备/主机/OTG/DRD示例程序, 还有要在PC中运行的示例程序
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Microchip USB协议栈的介绍
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免费 开源代码 下载地址
http://www.microchip.com/stellen t/idcplg IdcService=SS_GET_PA GE&nodeId=2651¶m=en5344 94
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Microchip USB协议栈的介绍
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安装后默认路径C:\Microchip Solutions
PC自举程序
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Microchip USB协议栈的介绍
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安装后默认路径C:\Microchip Solutions(续)
U盘自举程序
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Microchip USB协议栈的介绍
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方便移植和修改
在同一个USB 类目录下,有不同系列PIC单 片机的项目文件
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有用Visual C++ express 2008的示例程 序 有提供DLL文件和驱动程序
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Microchip USB协议栈 帮助文件 默认路径:C:\Microchip Solutions\Microchip\Help MDDFS Library Help.chm USB Device Library Help.chm USB Embedded Host Library Help.chm
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Microchip USB协议栈 MDDFS 帮助文件
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Microchip USB协议栈 USB 设备库帮助文件
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Microchip USB协议栈 USB 嵌入式主机库帮助文件
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概述 自举程序的原理 USB基础的回顾 Microchip USB协议栈的介绍 USB 设备自举程序 USB 嵌入式主机自举程序 总结
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USB 设备自举程序的特点
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需要PC或者嵌入式主机 需要一个小的应用程序 USB 设备自举程序占用较少程序空 间 PIC18/PIC24/PIC32都支持
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USB 设备自举程序的分类
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客户定制类 HID 类
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USB 设备自举程序
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客户定制类
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程序代码 C:\Microchip Solutions\USB Device Bootloaders\Vendor Class - MCHPUSB Bootloader PC端的应用程序(部分代码) 需要驱动程序和inf文件
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USB 设备自举程序
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PC 端的应用程序-客户定制类
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USB 设备自举程序
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怎样修改应用程序-客户定制类
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针对PIC18F4550,修改lkr文件 参考传统的USB stack version1.2/1.3 驱动 C:\Microchip Solutions\USB Tools\MCHPUSB Custom Driver\MCHPUSB Driver\Release
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USB 设备自举程序 ----客户定制类
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演示 I 演示通过PC用客户定制类更新应用 程序
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USB 设备自举程序
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HID 类
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程序代码
C:\Microchip Solutions\USB Device Bootloaders\HID - Bootloader
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PC 端的应用程序(用Visual C++2005 express Edition) 不需要驱动程序和inf文件
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USB 设备自举程序
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PC 端的应用程序-HID 类
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USB设备自举程序 ----HID类
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在我们的协议栈中,应用程序默认 添加了此功能 PIC24F/PIC32
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添加文件PIC24 HID Bootloader Remapping.s 怎样处理中断程序,参见AN1157
方法一:修改中断向量,指向中断函数 方法二:修改中断向量,指向中断向量 跳转表
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USB 设备自举程序 ----HID类
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在我们的协议栈中,应用程序默认 添加了此功能 PIC18 USB
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修改中断入口向量地址 修改lkr文件的程序起始地址
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USB 设备自举程序 ----HID类
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演示 II 演示通过PC用HID类在更新应用程 序
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概述 自举程序的原理 USB基础的回顾 Microchip USB协议栈的介绍 USB 设备自举程序 USB 嵌入式主机自举程序 总结
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USB 嵌入式主机自举程序的特点
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不需要PC,需要U盘 不需要PC的应用程序和驱动程序 只有PIC24/PIC32支持
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占用较大的程序空间
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USB 嵌入式主机自举程序
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支持文件系统FAT16/FAT32
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自举程序代码 C:\Microchip Solutions\USB Host - Bootloaders\Mass Storage Bootloader
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USB 嵌入式主机自举程序的 流程图
复位 main() BLIO_InitializeIO()
当自举程序条件成立
LoadApplication()
当下载成功后
USBTasks() 在哪里调用的 呢
BootApplication()
while(1)
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USB 嵌入式主机自举程序 的源程序
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项目文件里的源文件
配置PIC 使能自举程序的条件 写hex文件到闪存 主程序 从U盘读文件 USB协议栈和文件系统
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Intel Hex文件的格式
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记录格式 : :llaaaatt[dd...]cc
:
Intel hex记录的开始符 ll 记录的长度 aaaa 记录的起始地址 tt 记录的类型 dd… 记录的数据 cc 记录的校验码
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USB 嵌入式主机自举程序
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自举程序与应用程序的差别
不同的gld文件,p24FJ256GB110.gld C:\Microchip Solutions\USB Host Bootloaders\Mass Storage Bootloader
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部分中断向量表
…
LONG(ABSOLUTE(__DefaultInterrupt)); /* __Interrupt4 not implemented */ LONG(ABSOLUTE(0xA828)); /* __IC2Interrupt*/ LONG(ABSOLUTE(0xA82C)); /* __OC2Interrupt*/ LONG(ABSOLUTE(0xA830)); /* __T2Interrupt*/ LONG(ABSOLUTE(0xA834)); /* __T3Interrupt*/ LONG(ABSOLUTE(0xA838)); /* __SPI1ErrInterrupt*/ LONG(ABSOLUTE(0xA83C)); /* __SPI1Interrupt*/ LONG(ABSOLUTE(0xA840)); /* __U1RXInterrupt*/ LONG(ABSOLUTE(0xA844)); /* __U1TXInterrupt*/ LONG(ABSOLUTE(0xA848)); /* __ADC1Interrupt*/ LONG(ABSOLUTE(__DefaultInterrupt)); /* __Interrupt14 not implemented */
…
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USB 嵌入式主机自举程序
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怎样修改应用程序 添加两个文件到应用程序的项目 C:\Microchip Solutions\USB Host - Bootloaders\Mass Storage Bootloader\Application Files MSD Bootloader Remapping.c p24FJ256GB110_Host_MSD_Boo tloader.gld
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USB 嵌入式主机自举程序
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为什么要添加 MSD Bootloader Remapping.c
#include "usb_config.h" void __attribute__((address(0xA800))) _InterruptRemapping() { asm("reset"); Nop(); asm("goto __DefaultInterrupt"); //asm("goto __ReservedTrap0"); asm("goto __DefaultInterrupt"); //asm("goto __OscillatorFail"); asm("goto __DefaultInterrupt"); //asm("goto __AddressError"); asm("goto __DefaultInterrupt"); //asm("goto __StackError"); asm("goto __INT0Interrupt "); //asm("goto __INT0Interrupt"); …
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USB嵌入式主机自举程序
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应用程序的gld文件 p24FJ256GB110_Host_MSD_Bootloa der.gld ----修改复位的入口地址 ----修改程序的起始位置 ----删除中断向量表
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USB 嵌入式主机自举程序
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把编译后生成的文件改名为image.hex 注意进入自举程序的条件
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USB 嵌入式主机自举程序 ----代码保护
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MCU本身的代码保护功能
可参考MCU的数据手册第25.4节
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添加额外的保护措施
自举程序前备份应用程序在外部的存储空间,
当自举程序运行不成功或者有异常时可 以恢复.
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USB 嵌入式主机自举程序
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演示 III 存储hex文件在U盘,然后通过U盘 来更新应用程序
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USB自举程序对比
功能特性 外部资源 驱动 PIC 程序空间 使用方便性 USB设备自举程序 客户定制类 需要PC 需要 PIC18/PIC24/PIC32 大约4K USB设备自举程序 HID类 需要PC 不需要 PIC18/PIC24/PIC32 大约4K USB嵌入式主机 自举程序 U盘 不需要 PIC24/PIC32 大约15K
★★
★★★
★★★★
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日程安排
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总结
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自举程序的原理与分类 USB的基础概念回顾 USB自举程序 演示及对比特点 参考资料
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问题 和 致谢 !!!
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资料及参考文献
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应用笔记
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AN1094 AN1157 AN732 www.usb.org(USB规范及类定义) www.lvr.com(USB示例) www.microchip.com/usb http://www.microchip.com/forums/tt.aspx forumid=102 http://www.picpic.cn/bbs/forumdisplay.php fid=35
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网站链接
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论坛
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商标
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Microchip的名称和徽标组合,Microchip徽标,dsPIC,KeeLoq,KeeLoq徽标, MPLAB,PIC,PICmicro,PICSTART,rfPIC和 UNI/O均为Microchip Technology Inc.在美国和其他国家或地区的注册商标. FilterLab,Hampshire,HI-TECH C,Linear Active Thermistor,MXDEV, MXLAB,SEEVAL和The Embedded Control Solutions Company 均为Microchip Technology Inc.在美国的注册商标. Analog-for-the-Digital Age,Application Maestro,CodeGuard,dsPICDEM, dsPICDEM.net,dsPICworks,dsSPEAK,ECAN,ECONOMONITOR, FanSense,HI-TIDE,In-Circuit Serial Programming,ICSP,Mindi,MiWi, MPASM,MPLAB Certified徽标,MPLIB,MPLINK,mTouch,Octopus, Omniscient Code Generation,PICC,PICC-18,PICDEM,PICDEM.net, PICkit,PICtail,PIC32徽标,REAL ICE,rfLAB,Select Mode,Total Endurance,TSHARC,UniWinDriver,WiperLock和ZENA均为Microchip Technology Inc.在美国和其他国家或地区的商标. SQTP是Microchip Technology Inc.在美国的服务标记. 在此提及的所有其他商标均为各持有公司所有. 2009, Microchip Technology Inc.版权所有.
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