背景
需求為實現一個鍵盤產品，於是將C8051F340作為主控制器。本篇記錄C8051F340的USB控制器相關知識點，閱讀本篇文章需要讀者具有最基本的USB相關知識。
正文
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C8051F340結構
C8051F340，以下簡稱F340，為silicon公司出品的8位單片機，具有USB接口，可支持USB全速/低速兩種模式，USB功能控制器包括一個串行接口引擎（SIE），一個USB收發器，1k FIFO塊，該控制器物理層遵循USB2.0通信協議，架構圖如下：
此處可以將USB看做一個獨立於F340的外設，F340通過USB控制器提供的寄存器來控制USB控制器，其內部共含有4個物理端點，端點0可同時含有IN/OUT雙向通道，端點1-端點3為單向通道，但可將對應的3個端點模擬為雙向通道，只需將對應端點的FIFO部分配置為兩部分——IN/OUT，在USB運行中，改變對應方向寄存器即可。
F340只能作為USB從設備。 -
C8051F340之USB寄存器讀寫方式
USB所有的寄存器都通過兩組特殊功能寄存器(SFR)訪問：
USB0 Address(USB0ADR)：對應的要讀寫寄存器的地址；
USB0 Data(USB0DAT)：對應寄存器讀或寫的數據。
即先將要訪問的寄存器地址寫入USB0ADR，下一步操作USB0DAT則完成對對應寄存器讀/寫操作，對應讀寫宏定義如下：
#define POLL_READ_BYTE(addr, target) while(USB0ADR & 0x80); \
READ_BYTE(addr, target);
#define READ_BYTE(addr, target) USB0ADR = (0x80 | addr); \
while (USB0ADR & 0x80); target = USB0DAT
#define POLL_WRITE_BYTE(addr, data) while(USB0ADR & 0x80); \
WRITE_BYTE(addr, data);
#define WRITE_BYTE(addr, data) USB0ADR = (addr); USB0DAT = data;
C8051F340USB時鍾配置
USB可通過寄存器USB0XCN配置USB為全速/低速模式。當選擇為低速模式時，USB0的時鍾必須為6MHZ，當工作在全速模式時，USB0必須工作在48MHZ，時鍾的配置方法在另一篇博客Silicon C8051F340之時鍾系統中已詳述。注意配置CLKREC(Clock Recovery Control)寄存器，Clock Recovery circuitry的作用是用來將USB數據流與控制器內部時鍾相同步，使USB控制器能准確讀取到USB主機輸入的USB數據流，配置方法文檔內已說的很明白，不再重復。以下為配置USB為全速模式的示例代碼：
void USB0_Init (void)
{
POLL_WRITE_BYTE (POWER, 0x08); // Force Asynchronous USB Reset
POLL_WRITE_BYTE (IN1IE, 0x07); // Enable Endpoint 0-1 in interrupts
POLL_WRITE_BYTE (OUT1IE,0x07); // Enable Endpoint 0-1 out interrupts
POLL_WRITE_BYTE (CMIE, 0x07); // Enable Reset, Resume, and Suspend interrupts
USB0XCN = 0xE0; // Enable transceiver; select full speed
POLL_WRITE_BYTE (CLKREC,0x89); // Enable clock recovery,
// single-step mode disabled
EIE1 |= 0x02; // Enable USB0 Interrupts
// Enable USB0 by clearing the USB
POLL_WRITE_BYTE (POWER, 0x01); // Inhibit Bit and enable suspend
// detection
}
C8051F340USB中斷
作為一個用戶（單片機的編程者），在USB0中斷中，我們只需要關心3大類中斷寄存器即可，CMINT(Common interrupt)（公共中斷寄存器），IN1INT（輸入端點中斷寄存器），OUT1INT（輸出端點中斷寄存器）。USB的通信協議規定，端點0通常用來傳遞配置信息，其他端點根據端點類型（大容量或是中斷或是同步）來傳遞不同的端點數據，USB通信細節本篇不再贅述，會在博客USB通信詳解系列中詳述。以下貼出USB0中斷處理代碼，會更加直觀些：
void Usb_ISR (void) interrupt 8 // USB中斷入口
{
unsigned char bCommon, bIn, bOut;
POLL_READ_BYTE (CMINT, bCommon); // USB0公共中斷寄存器
POLL_READ_BYTE (IN1INT, bIn); // USB0輸入端點中斷寄存器
POLL_READ_BYTE (OUT1INT, bOut); // USB0輸出端點中斷寄存器
{
if (bCommon & rbRSUINT) { // 恢復
Usb_Resume ();
}
if (bCommon & rbRSTINT) { // 復位
Usb_Reset ();
}
if (bCommon & rbSUSINT) { // 掛起
Usb_Suspend ();
}
if (bIn & rbEP0) { // 端點0中斷處理
Handle_Control ();
}
if (bIn & rbIN1) { // 端點1輸入中斷處理
Handle_In1 ();
}
if (bOut & rbOUT1) { // 端點1輸出中斷處理
Handle_Out1 ();
}
}
}
從以上代碼可以看出，當有數據來或是需要寫的時候，使能了對應中斷，則SIE即會產生相關中斷，通知MCU來處理對應的USB數據。具體如何處理對應的數據會在博客USB通信詳解系列中詳述。
至此，記錄完畢。
參考鏈接：
C8051F340數據手冊。
記錄時間：2017-4-6
記錄地點：深圳WZ