INGENIERIA EN MICROCONTROLADORES Protocolo USB …

1 INGENIERIA EN MICROCONTROLADORES Protocolo USB ( universal serial BUS) Teor a Protocolo USB Protocolo USB Ingenier a en MICROCONTROLADORES Tel fono 044 55 11 29 55 05 E-mail: universal serial BUS (USB) 1 El Protocolo USB Escrito por: Eric L pez P rez Ing. En Comunicaciones y Electr nica M xico L siguiente articulo, tiene como objetivo, proporcionar las bases te ricas que hacen posible el entendimiento de este Protocolo , que r pidamente esta desplazando al ya conocido RS-232.

2 Mi principal funci n al escribir este articulo es sentar las bases a ingenieros, estudiantes, hobistas, etc, para que puedan realizar en futuro diversas aplicaciones utilizando este Protocolo . Este articulo es una recopilaci n de diversas fuentes, en donde la mayor a se encuentran en ingles por lo que en algunos casos resulta dif cil de entender, si no se cuenta con los conocimientos necesarios en programaci n de MICROCONTROLADORES , redes, programaci n en alg n lenguaje de alto nivel y ensamblador, etc.

3 Debido a la complejidad para entender este Protocolo , este articulo esta dividido en tres partes donde la primera se puede descargar gratis de nuestro web site. A su vez se le extiende una cordial invitaci n a nuestro curso Protocolo USB para aplicaciones Electr nicas. Para poder desarrollar cualquier aplicaci n se deben seleccionar una familia de MICROCONTROLADORES la cual cuente con CI que contengan registros propio para el manejo de este Protocolo .

4 En este caso se escogieron los MICROCONTROLADORES PIC de la empresa Microchip. Capitulo 1 1 E 2 Requerimientos Para desarrollar una aplicaci n USB Un microcontrolador o CI que soporte la interfase USB Un programa sobre el perif rico para transmitir la informaci n en cualquier lenguaje de Programaci n. Una computadora que con puertos Usb. Conocimientos en electr nica digital. Conocimientos en MICROCONTROLADORES . Herramientas para programar los MICROCONTROLADORES .

5 Conocimiento en Redes de MICROCONTROLADORES , (Otros protocolos por ejemplo RS-232, RS-485) Teor a del Protocolo USB. Dise o de Hardware . Conocimientos en lenguaje de programaci n de Alto nivel (Vbasic, VC++, etc) Conocimientos en Windows. Adem s de contar con las herramientas necesarias como lo son: Un osciloscopio, una computadora con puerto USB, borrador de memorias, alg n kit de desarrollo, etc. Las principales caracter sticas del bus son : Banda de paso, disponibilidad desde algunos kilobits a varios megabits; Transferencia is crona y as ncrona en el mismo bus; Varios tipos de perif ricos en el mismo bus; Posibilidad de conectar hasta 127 perifericos; Tiempo de respuesta garantizado (para audio y v deo) Flexibilidad a nivel de banda de paso; Fiabilidad, control de errores.

6 3 Perfectamente integrado en el PC, plug and play (conectar y usar) Coste reducido en la versi n de baja velocidad (1,5 Mbits/s); Posible expansi n del bus Descripci n del sistema USB El USB es un bus punto a punto: dado que el lugar de partida es el host (PC o hub), el destino es un perif rico u otro hub. No hay m s que un nico host (PC) en una arquitectura USB. Los PC est ndar tienen dos tomas USB, lo que implica que, para permitir m s de dos perif rico simult neamente, es necesario un hub.

7 Algunos perif ricos incluyen un hub integrado, por ejemplo, el teclado USB, al que se le puede conectar un Mouse USB. Los perif ricos comparten la banda de paso del USB. El Protocolo se basa en el llamado paso de testigo (token). El ordenados proporciona el testigo al perif rico seleccionado y seguidamente, ste le devuelve el testigo en su respuesta. Este bus permite la conexi n y la des-conexi n en cualquier momento sin necesidad de apagar el equipo.

8 4A continuaci n se describen los primeros aspectos de este Protocolo . Interfaz f sica Aspecto el ctrico A nivel el ctrico, el cable USB transfiere la se al y la alimentaci n sobre 4 hilos. A nivel de alimentaci n, el cable proporciona la tensi n nominal de 5 V. Es necesario definir correctamente el di metro del hilo con el fin de que no se produzca una ca da de tensi n demasiado importante en el cable. Una resistencia de terminaci n instalada en la l nea de datos permite detectar el puerto y conocer su configuraci n (1,5 o 12 Mbits/s).

9 A nivel de se al, se trata de un par trenzado con una impedancia caracter stica de 90 La velocidad puede ser tanto de 12 Mbits/s como de 1,5 Mbits/s. La sensibilidad del receptor puede ser de, al menos, 200mV y debe poder admitir un buen factor de rechazo de tensi n en modo com n. El reloj se transmite en el flow de datos, la codificaci n es de tipo NRZI, existiendo un dispositivo que genera un bit de relleno (bit stuffing) que garantiza que la frecuencia de reloj permanezca constante.

10 Cada paquete va precedido por un campo de sincronismo. Consumo Cada secci n puede proporcionar una determinada potencia m xima siendo el PC el encargado de suministrar la energ a. Adem s, el perif rico puede estar autoalimentado (self powered). 5 Control de consumo El ordenador gestiona el consumo, teniendo capacidad de poner en reposo (suspend) o en marcha a un perif rico USB. En reposo, este reduce su consumo (si puede),qued ndose la parte USB funcional. Esta gesti n est orientada especialmente a los equipos port tiles.