1.3.1 USB总线枚举协议的实现
任何USB设备连上USB主机后，都必须经过USB主机的枚举配置后才能正确使用。USB总线枚举的步骤和方法，对于所有USB设备来说都是一样的，必须遵守标准的USB协议过程，通过控制传输的“一问一答”来实现主机和从机必要的几个数据交流：获取设备描述符、分配设备地址和配置设备。控制传输的核心是SETUP包，其结构见表1.2。
- bmRequestType:共一个字节，每一位代表一定的意义。第7位D7代表数据传输方向：D7=“0”，代表主机到设备（OUT），D7=“1”，代表设备到主机（IN）；D6和D5表示命令类型：D6D5=“00”表示标准请求，D6D5=“01”表示类请求，D6D5=“10”表示用户定义的请求，D6D5=“11”保留值；D4-D0表示命令的接受者类型：D4D3D2D1D0=“00000”表示接受者为设备，D4D3D2D1D0=“00001”表示接受者为接口，D4D3D2D1D0=“00011”表示为其它接受者，D4D3D2D1D0 的其它值保留。
- bRequest:请求命令代码，在标准的请求命令中USB为每一个命令编了一个代号，见表3.3。
- wValue:共2个字节，用户自定义。
- wIndex:共2个字节，用户自定义。
总线枚举的所有命令都是通过SETUP包发送出去的，在SL811HS中就是通过启动DATA0把命令包发送出去。如果命令要求有数据传输，那么SETUP包后接着还有IN包或者OUT包可选数据发送，此时由于前面SETUP包已经启动了DATA0，这里就必须开启DATA1，如果数据大于端点的最大数据载荷，那么就用DATA1/DATA0的方式交替来发送。主机和设备在接收到USB包时，首先就要根据包标识域（PID）进行解码，进而区分出是什么包。USB控制传输主要是SETUP包，同时还有相应的IN包或OUT包；在控制传输完成之后接着是批量传输（BULK），这就是纯粹的IN包或OUT包的传输了。这些包在主机固件里具体如何区分、实现呢？根据表2.1可以知道检验PID的值可以区分出SETUP、IN和OUT包。那么IN和OUT包到底是控制传输中的呢？还是批量传输中的呢？此时要明白，控制传输是所有USB主机或者设备开发中的必要传输，并且只能由默认端点0来完成，所以可以在固件中判断当前信息交互的端点号就可以区分出IN和OUT包到底归属于哪一种传输。如果是批量传输中的IN包或者OUT包，那么可以直接启动DATA0/DATA1来发送数据。USB枚举程序底层数据包传输设计结构见图1.7。
形象点讲USB主机枚举的过程就是：首先获取设备属性，设备会返回18个数值（值中对固件有用的是最大包端点长度），然后为设备分配一个操作地址，地址范围可以根据实际情况而定，并且配置设备，最后列举设备端点，获取设备的每一个端点号（地址）。枚举的实质目的就是想获取设备的端点地址，靠它来完成数据包的收发。获取设备属性、分配地址等枚举请求命令都有标准说明（见表1.3）。
SL811HS 芯片必须初始化、复位后才能对设备进行枚举操作，实践表明对SL811HS寄存器初始化的顺序和延迟时间非常关键，会影响到整个系统的稳定性和速度。经测试比较好的初始代码如下：
void S811Init(void)
{
SL811Write(cDATASet,0xe0); //设定SOF计数器低8位
SL811Write(cSOFcnt,0xae); //设定主机工作模式
SL811Write(CtrlReg,0x5); //开SOF
Delay(150); //延时
SL811Write(EP0Counter,0);
SL811Write(IntEna,0x20); // 写中断寄存器
SL811Write(IntStatus,INT_CLEAR); //清楚中断
}
1.3.2 USB批量传输和海量存储类协议的实现
USB主机系统实现目的是使用USB移动存储，涉及到大量文件数据的传输，所以应该选择USB批量传输（BULK）。批量传输用BULK端点进行命令、数据和状态的传输[4]，其流程结构见图1.8。CBW是命令块封装包，CSW是命令状态封状包，都是一系列包的集合。
（1）CBW
CBW的长度为31字节，包含了海量存储类协议的磁盘操作命令，其结构见图1.9。
dCBWSignature:是CBW的标志，固定值为0x43425355，所有CBW的值在USB总线上传输的时候都是按照LSB顺发送的，即最先发送低位，然后发送高位。
- dCBWTag:由主机产生的并发送给设备，设备会将此值填入CSW的dCSWTag，以此返回给主机。
- dCBWDataTransferLength:主机希望在批量端点上传输数据的大小。
- bmCBWFlag:一个字节的位图，D7=“0”时表示主机输出数据，反之主机接受数据，D6没有用到，D5-D0保留位。
- bCBWLUN:接受命令的设备逻辑单元号。
- bCBWCBLength:表示了CBWCB的长度，也就是磁盘操作命令的长度。
- CBWCB:填入磁盘操作命令。
CBW是以二进制位发送的，每个包必须是精确的31个字节，不满足的要补0。
(2) CSW
CSW的长度为13字节，其结构见图1.10。
- dCSWSignature:是CSW的标志，固定值为0x53425355，CSW的值也都是按LSB顺序发送。
- dCSWTag:命令状态标签，该值与CBW中的dCBWTag值相同。
- dCSWDataResidue:该字段表示dCBWDataTransferLength字段中主机希望的数据长度与实际发送的数据长度之间的差额。
- bCSWStatus:表示命令执行情况，见表1.4
（3）UFI
UFI是Mass Storage 类的子类，支持海量存储类的USB主机应该实现这些子类命令。UFI子类命令是基于SFF-8070I和SCSI-2的，每个命令块的长度均为12字节，UFI的各种命令及操作码如表3.5。对USB移动存储的所有操作都是经过这些命令来完成的，UFI命令封装于CBW中的CBWCB块中,靠CBW传输出去,命令结果的状态保存于CSW中,通过读CSW相关结构中的数值,就可以了解命令的最终执行情况。UFI命令是标准的12字节,命令结构见图1.11。
其中操作码与表1.5中每一种命令相对应。Lgical Unit Number（LUN），每一个设备上可能有很多个逻辑单元共享着该设备功能特性，设备上的逻辑单元都被连续从0X0-0XFF 进行编号；Logical Block Address (LBA)， LBA的值从逻辑块0连续递增到最后一个逻辑块，系统中LBA代表的就是移动存储介质的绝对扇区。注意LUN和LBA的字节发送顺序都是MSB，在8位单片机里保持正常顺序即可，CBW结构定义如下：
typedef struct _COMMAND_BLOCK_WRAPPER{
DWORD dCBW_Signature;
DWORD dCBW_Tag;
DWORD dCBW_DataXferLen;
BYTE bCBW_Flag;
BYTE bCBW_LUN;BYTE bCBW_CDBLen;
CBWCB CBWCommand;
BYTE Resverd[4];
} CBW, *PCBW;
CBWCB是具体的磁盘操作命令，大小为12字节，用联合体定义如下：
typedef union _CBWCB{
READ Ufi_Read;
READ_CAPACITY Ufi_ReadCapacity;
WRITE Ufi_Write;
INQUIRY Ufi_Inquiry;
REQUEST_SENSE Ufi_RequestSense;
TEST_UNIT Ufi_TestUnit;
} CBWCB, *PCBWCB;
CSW状态返回值填充在各个字段域里面，定义如下：
typedef struct _COMMAND_STATUS_WRAPPER{
DWORD dCSW_Signature;
DWORD dCSW_Tag;
DWORD dCSW_DataResidue;
BYTE bCSW_Status;
} CSW, *PCSW;
为了节约存储空间和提高效率再把CBW和CSW定义在一个联合体里面，如下：
typedef union _Block{
CBW CbwBlock;
CSW CswBlock;
} BLOCK,*pBlock;
在程序中定义BLOCK idata BlockCommand，就可以访问CBW和CSW了。
温馨提示：
百合电子工作室有一个关于USB开发方面的开源项目－Easy USB 51 Programer，整个开发过程写得非常详细，不防参考一下，您还可以进入她的论坛参与此项目的讨论。
