基于单片机的USB主控器驱动设计

基于单片机的USB研究与设计

基于单片机的USB研究与设计【摘要】USB 总线具有高速传输、热拔插、即插即用等特点，已经在高速数据采集系统之中得到了越来越广泛的应用。

本文基于串口通讯的原理，分析和讨论了计算机与单片机如何通过USB接口使用相关的通讯协议实现串行通信的。

【关键词】USB 总线；串行通信；单片机计算机同外界信息交流叫做通信，是指系统利用线路来进行数据的交流，目的是将数据从一端传送到另一端，实现数据的交换。

主要方式为:串行通信、并行通信。

数据的位传送，按位顺序进行，仅仅需要一根传输线即可完成完成，成本低、传送速度迅速，距离可适当调节。

在工业与生活中常常运用计算机对设备等等方面来控制操作。

其中最杰出简单实用的串行通信不仅仅结构简单，而且执行速度快、抗干扰能力强，已被广泛应用。

B通信原理概述USB是以因特尔为主，并有其它七家公司共同制定的一项简单的串行接口标准，1994年拟定最初的草案，1996年发布了USB比较规范的第一个版本1.0。

USB能够把众多的设备与pc系统连接，全部的设备都可以通过协议来共享USB，对于我们的键盘，鼠标等运用速度不算很快的设备室完全够用的。

同时总线的功能可以消除掉PC上过多的I/O端口，而单单的以一个串行通道来代替，使PC 与外设之间的连接更容易。

USB的主要设备包括HUB以及功能设备，其中的功能设备细分为定位设备、字符设备等等。

USB连接类型简单，容易使用。

这样外部的设计就简化了很多，同时也简化了用户在判断插头对应时更简便可识别度高，实现了单一的数据通用接口，节省了时间也充分提高了利用效率。

USB总线的物理连接是一种分层很明确的菊花链式，集线器是结构的中心集合。

用户可以将外设与之相连。

附加的Hub可以连接另外的外设以及下层HUBusb。

支持最多5个HUB层以及127个外部的设备设。

2.PC与单片机通过USB的通信设计在我们日常的生活或者工程运作中，通常都是利用一台电脑与单片机构成简单的系统运作，来完成简单的数据采集以及运用，利用pc机来显示，最后打印报表等等。

基于51单片机的USB键盘设计与实现

三江学院本科生毕业设计（论文）题目基于51单片机的USB键盘设计与实现高职院院（系）电气工程及其自动化专业学生姓名梁邱一学号 G*********指导教师孙传峰职称讲师指导教师工作单位三江学院起讫日期 2013年12月10日至2014年4月12日摘要随着计算机技术的不断更新和多媒体技术的快速发展,传统的计算机外设接口因为存在许多缺点已经不能适应计算机的发展需要。

比起传统的AT，PS/2，串口，通用串行总线USB,具有速度快,使用方便灵活,易于扩展,支持即插即用,成本低廉等一系列优点,得到了广泛的应用。

本论文阐述了51系列单片机和USB的相关内容，详细介绍了系统的一些功能设计，包括硬件设计和软件设计。

在程序调试期间用简单的串口通信电路，通过串口调试助手掌握了USB指令的传输过程，这对整个方案的设计起到了很大的指导作用。

论文以单片机最小系统配合模拟键盘组成的USB键盘硬件系统，通过对D12芯片的学习与探索，在其基本命令接口的支持下，结合硬件进行相应的固件程序设计，使其在USB协议下，实现USB模块与PC的数据通信，完成USB键盘的功能模拟。

总结论文研究工作有阐述USB总线的原理、对本设计的系统要求作出了分析、根据要求选定元件和具体编程方案、针对系统所要实现的功能对相关芯片作了详细介绍以及在硬件部分设计了原理图。

关键词：USB；D12；PCAbstractWith the rapid development of computer technology and multimedia technology constantly updated, traditional computer peripheral interface because there are many shortcomings have been unable to meet the development needs of thepared to traditional AT, PS / 2, serial, Universal Serial Bus USB, with fast, flexible and easy to use, easy to expand, support Plug and Play, a series of advantages, such as low cost, has been widely used.This paper describes the 51 series and USB related content, detailing some of the features of the system design, including hardware and software design.During debugging a simple serial communication circuit, through the serial port debugging assistant master USB transfer instructions, which designed the entire program has played a significant role in guiding.Thesis smallest single-chip system consisting of analog keyboard with a USB keyboard hardware system, by learning and explorationD12 chips, with the support of its basic command interface, in conjunction with the corresponding hardware firmware design, making it in the USB protocol, USB module data communication with the PC, the USB keyboard to complete the functional simulation.This paper summarizes research work has elaborated the principle of the USB bus, the system is designed to require the analysis, components and solutions based on the specific requirements of the selected programming for the system to achieve the function of the relevant chips are described in detail in the hardware part of the design as well as the principle of Figure.Keywords:USB；D12；PC目录第一章绪论 (1)1.1 PC接口简介 (1)1.2 USB 接口分析 (1)1.3 USB 器件的选择 (1)第二章系统分析 (3)2.1 USB总线简介 (3)2.2 USB技术指标 (3)2.3 USB系统构成 (4)第3章系统硬件设计 (6)3.1 STC89C52单片机简介及最小系统 (6)3.1.1 单片机发展概况及发展方向 (6)3.1.2 单片机特点及结构 (6)3.1.3 复位电路设计 (8)3.1.4 单片机最小系统硬件设计 (9)3.2 PDIUSBD12接口芯片设计 (9)3.2.1 USB接口芯片简介 (9)3.2.2 USB接口芯片引脚配置 (11)3.2.3 USB接口芯片硬件设计 (14)3.2.4 USB接口芯片端点描述 (14)3.2.5 USB接口芯片命令 (16)3.3 USB键盘硬件设计 (18)第4章系统软件设计 (19)4.1 固件编程的实现 (20)4.1.1 USB接口芯片工作流程图 (20)4.1.2 PDIUSBD12命令接口----PDIUSBD12.C (21)4.1.3 USB中断服务程序----USBISR.C (21)4.1.4 按键处理流程图 (21)4.1.5 USB键盘处理程序---KEY.C (22)4.1.6 USB主循环程序----MAIN.C (23)4.2 实物演示 (25)结束语 (27)致谢 (28)参考文献 (29)附录A (30)附录B (37)第一章绪论1.1 PC接口简介PC中的接口有两类：串行接口和并行接口。

基于51单片机的USB控制器的硬件设计与实现

大连东软信息学院
本科毕业设计（论文）开题报告
系所：
电子工程系
专业：
班级：
姓名：
学号：
开题日期：2013年11月22日
论文
题目
基于51单片机的USB控制器的硬件设计与实现
选
题
的
背
景
、
目
的
和
意
义
由于多媒体技术的发展，对外设与电脑主机之间的数据传输率有了更高的需求，因此，USB总线技术应运而生。从USB的诞生到现在已经有了很大的进步，从最初的USB1.0到现在的USB3.0的技术发展，USB的使用变得越来越广泛。近年来，USB接口以其快速、即插即用、使用安装方便等优点逐渐成为现代数据传输的发展趋势。与老式的计算机接口相比，USB总线具有诸多优点，因此USB己经成为计算机相关外围设备的主流接口。从国外的发展情况来看，人们对USB技术极为关注，这从USB规范的改进速度和国际市场上基于USB产品普及程度可以看出。由于USB的各种协议都是国外提出的，国内目前对USB系统的研究主要在实际应用方面，例如国内现在生产的计算机都配置了USB接口，一些以往的计算机通用外设和主流的数码产品中也广泛采用USB技术。另外，现在飞速发展的嵌入式系统中也广泛使用USB技术，并成为当今嵌入式开发和应用中的一个热点。
机与设备的设计[J].微计算机信息，2005,(11).
[7]路永坤.基于USB接口的数据采集模块的设计与实现〔J].自动
化仪表，2005,26(2):3 5一37.
指导教师评语及改进意见
□同意开题□不同意开题
指导教师签字：年月日
系评语及改进意见
□同意开题□不同意开题
系主任签字（盖章）：年月日
方案二：单片机采用STC89C52RC，USB芯片采用PDIUSBD12。

基于ARM9的USB设备驱动程序开发

１ＵＢ总线协议Ｓ
１ＵＢ设备配置．Ｓ１
使用的ｃｏｓ３．叉编译Ｔ具链，其使用比较简单。安装ｒｓ一．２交３以上软件后，在／ｓｌａａｄ．．ｂｎ下已经出现的交叉编译ｕｒｏｌｒ３３／ｉ／／ｃ／ｎ２
核移植和驱动程序的开发，而ＵＢ的快速发展使其不断取代了串并口等传统外部接口成为外部设备与ＰＳｃ之间数据
传输的主要通道。因而在ＡＭ９平台上实现ＵＢ驱动程序的开发成为了研究热点。ＲＳ
关键词：Ｌｎｘ；Ｒ９；Ｓ；ｉｕＭＵＢ设备驱动
ＤｒｅｒｇａＤｅｅｏｍｅｔｏＢＤｅｉｅＡＲＭ９ｂｓｄｉｒＰｏｒｍｖｌｐｎｎＵＳｖｃｖ－ａｅ
ｚＹｉｌＵｎｍｉ（ｅｘＲｄｏａｄＴｉｅｓｙ，ｅｘ７０）ＢｎｉａｉｎＶＵｎｖｒｔＢｎｉ１０ｉ１０
在宏观上，ＵＢ主机和连接的ＵＢ设备之问采用分层实ＳＳ
现通信服务，如图２所示。从逻辑上可以分为功能层、设备层和总线接口层３个层
Ｔ具链的路径添加到环境变量ＰＴ中，这样就可以方便地ＡＨ在Ｂｓ者Ｍａｅｌａｈ或ｋｆｅ中使用这些Ｔ具了。ｉ２２主机交叉开发环境配置．主机交叉开发环境的配置主要包括配置控制台程序、配置ｆｐ服务和ＮＳ文件系统。ｔＦ

嵌入式系统中USB主控制器驱动程序的设计

口。同时，在嵌入式系统中，如常用的数字设备、数
码相机、移动存储设备，ＤＰＡ掌上电脑、机顶盒等，ＵＢ也得到了广泛的应用。ＵＢ主机是通过主控ＳＳ
３ＵＢ主控制器驱动程序设计和开发Ｓ
３１ＵＢ主机端的软件结构．Ｓ
１引言
ＵＢＵｉｒｌｅａＢｓ是一种新型的串行总Ｓ（ｎｅａＳｒｌｕ）ｖｓｉ线，它具有即插即用、可热插拔、传输速度快、扩展方
便、低成本等特点。自问世以来，得到了广泛的应用。现在一般的计算机系统都配有２～４个ＵＢ接Ｓ
维普资讯
第４期
２００６年８月
微
处
理
机
Ｎｏ４．
ＭＩＣＲＯＰＲＯＣＥＳＳ０ＲＳ
Ａｕ．２０ｇ，０６
嵌入式系统中ＵＢ主控制器驱动程序的设计Ｓ
谢德山，中亮邓
（北京邮电大学自动化学院，北京１０７）０８６摘要：介绍了嵌入式系统中ＵＢ主控制器驱动程序的设计过程，Ｓ并且给出了该驱动程序的
ＡｂｔａｔＩＳｏｔｃｎｒｌｒｄｒｅｓｄｉｍｂｄｅｙｔｍｓｒｃ：ｎｔｓａｅ，ｅｉｎｐｏｅｓｏＢｈｓｏｔｌｉｒｕｅｅｅｄｄｓｓｈｈｏｅｖｎｅｉｓ
熟，它由相应的操作系统开发商提供。而嵌入式系
统ＵＢＨＤ的开发，ＳＣ因处理器和开发平台的不同而
不同。
亟圃
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匝亟亟

基于stm32单片机的can-usb转换器设计

第05期刘大鹏：基于S T M32单片机的C A N-U S B转换器设计基于STM32单片机的CAN-USB转换器设计刘大鹏（中国软件评测中心，物联网促进中心，北京，100048）摘要：随着人们对资源的消耗以及由此带来的环境污染，而引发社会的广泛关注，新能源汽车技术发展也由此受到青睐。

在新能源汽车中，电动车电池性能及电量的准确测量与显示是电池技术的重要一部分。

本系统以STM32微处理器为核心控制器，设计了USB-CAN转换器，可实现电池电量的实时测量与显示。

该系统置于电动汽车电子系统中，可将电池电量等状态信息放至CAN总线上，再通过CAN-USB转换器传入PC上位机，将数据通过人机交互界面显示出来，实现数据信息的交互。

关键词：电量显示；CAN-USB转换器；STM32处理器；CAN总线；信息交互中图分类号：TP212 文献标识码：A 文章编号：2095-8412 (2014)05-589-05工业技术创新 URL: http// DOI: 10.14103/j.issn.2095-8412.2014.05.015引言目前，CAN总线已经普遍应用到中高级车辆中，并且在低级车中的应用也不断扩展，很多汽车电子模块都需要通过CAN总线和其他模块进行通信。

在进行汽车电子相关模块的开发中，需要使用上位机中的数据监测、程序分析，进而对车内CAN 总线中的数据进行解析[1]，以便确定各节点模块之间通信数据的准确性和可靠性。

此时就需要一个转换器，将CAN总线的数据转换后提供给上位机以供分析。

实际开发中一般使用普通PC机或笔记本电脑作上位机，PC机或笔记本电脑提供的PCI、RS232及USB接口都可以比较方便地经过转换器和CAN总线相连[2]。

但是，基于USB接口拥有易扩展性、传输的快速性及热插拔性等优点，并考虑到硬件资源、传输速率及现场调试的方便性，故大多数情况下选用USB接口。

电动车电池电量的检测以及在汽车屏幕显示是工业技术创新第01卷第05期2014年12月Industrial Technology Innovation Vol.01 No.05 Dec.2014Design of The CAN-USB Converter Base on STM32 MCUDape ng L iu(C hi na Soft w are Te st i ng C ent er & Int erne t Promot ion Center, B ei jing, 100048, China )Abstract: With the consumption of resources and the resulting pollution, caused widespread concern in society, the development of new energy automotive technology has thus favored. In the new energy vehicles, electric vehicle batteries and power performance measurement and accurate display is the important part of the battery technology. This system has taken the STM32 microprocessor as the core controller, and designed the USB-CAN converter, enabling real-time measurement and display battery charge. It has been arranged in the electric vehicle electronic system, the battery charge state information can be put to the CAN bus, and then through the CAN-USB converter incoming PC host computer, the data is displayed through man-machine interface, and it realizes the data information interaction.Key words:Battery Indicator; CAN-USB Converter; STM32 MCU; CAN-Bus; Information interaction主控芯片使用S T M32f103R B T6，U S B控制器使用P D I U S B D12，C A N控制器使用的是STM32f103RBT6内置的CAN控制器，而CAN收发器则采用TJA1050。

9f于单片机的USB转并口设备的驱动程序设计

万方数据图２嘲驱动程序结构分别与ＡＰＩ函数ＤｅｖｉｃｅＩＯＣＯｎｔｒｏｌ，ＲｅａｄＦｉｌｅ和ＷｒｉｔｅＦｉｌｅ一一对应。

⑦设备Ｉ／Ｏ操作方式。

配置ＩＲＰ—ＭＪ—ＲＥＡＤ和ＩＲＰ—ＭＪ—ＷＲＩＴＥ的缓冲方式分别为Ｂｕｆｆｅｒｅｄ。

另外还需要增加４个ＩＯＣｏｎｔｒｏｌ的控制代码：ＥＰｌ＿ＲＥＡＤ、ＥＰｌ—ＷＲＩＴＥ、ＥＰ２一ＲＥＡＤ、ＥＰ２一ＷＲＩＴＥ。

打开方式选择Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ。

⑧添加注册表项。

可以根据自己需要增加，这里增加了一个设备名称。

⑦设置电源管理。

选择Ｄｅｖｉｃｅｒｅｑｕｉｒｅｓａｎｉｎｒｕｓｈｏｆｐｏｗｅｒａｔｓｔａｒｔｕｐ，说明该设备启动时需要大电流，这样做的目的是防止相同的设备同时上电，减少对电源的冲击。

步骤１０－１３按默认配置即可。

５０数字技术与应用５驱动的编程ＵＳＢ驱动程序的编程最主要的就是编写端点ｌ和端点２的数据处理函数，其中主要编写的是ＵｓｂＴｏＥＣＰＤｅｖｉｃｅ类成员函数Ｒｅａｄ（）、Ｗｒｉｔｅ（）、及ＤｅｖｉｃｅＣｏｎｔｒｏｌ（）中调用的４个ＩｏＣｏｎｔｒｏｌ（）函数。

Ｒｅａｄ（）函数对麻着ＷＩＮ３２ＡＰＩ的ＲｅａｄＦｉｌｅ函数，其参数通过ＫＩｒｐＩ传递过来。

因为端点１指定的缓冲方式为Ｂｕｆｆｅｒｅｄ方式。

所以调用ＫＩｒＰ类的成员函数Ｉ．ＢｕｆｆｅｒｅｄＲｅａｄＤｅｓｔ（）来获取保存数据的缓冲区地址，调用Ｉ．ＲｅａｄＳｉｚｅ（）来获取读到的数据长度。

如果获取到的缓冲区地址为ＮＵＬＬ，则说明参数无效，则以ＵＳＢ—ＳＴＡＴＵＳ—ＩＮＶＡＬＩＤ—ＰＡＲＡＭＥＴＥＲ来完成该ＩＲＰ，然后返回ＵＳＢ—ＳＴＡＴＵＳ—ＩＮＶＡＬＩＤ—ＰＡＲＡＭＥＴＥＲ。

若读取的字节数是Ｏ，就直接完成该ＩＲＰ，不需要进行数据处理。

接着创建一个ＵＲＢ来完成数据的处理。

因为端点ｌ采用的是中断传输，所以必须创建一个中断传输的ＵＲＢ并提交它，端点管道ＫＵｓｂＰｉｐｅ类提供一个刨建中断传输ＵＲＢ的函数ＢｕｉｌｄＩｎｔｅｒｒｕｐｔＴｒａｎｓｆｅｒ。

基于单片机USB接口的PC主机驱动程序和应用程序设计

第28卷　第3期2005年9月　电　子　器　件Ch inese Jou rnal of E lectron D evicesV o l128N o.3Sep.2005D esign of D r iver and Appl ica tion i n PC Ba sed on M CU w ith USB I n terfaceW U P eng,TA O Z heng2su,H U Y u2z hen(D ep a rt m en t of Instrum en ts E ng ineering,S hang ha i J iaotong U n iversity,S hang ha i200030,Ch ina)Abstract:T he design of softw are under W indow s in PC link ing51M CU w ith U SB in terface is p resen ted. the p rocess of the driver p roduced by D riverStudi o,the dynam ic link lib rary com p iled by V isual C++and the app licati on i m p lem en ted w ith V isual B asic are in troduced.T he functi on of data comm un icati on betw een PC and M CU th rough PD I U SBD12is realized.Key words:U SB in terface;driver;dynam ic link lib rary;app licati onEEACC:1220基于单片机USB接口的PC主机驱动程序和应用程序设计吴　鹏,陶正苏,胡宇贞(上海交通大学信息检测技术与仪器系,上海200030)摘　要:介绍了与51单片机U SB接口的PC主机在W indow s环境下软件设计过程。

μPSD32XX系列单片机开发税控器的USB接口设计

µPSD32XX系列单片机开发税控器的USB接口设计黄显国，侯自良中国地质大学（武汉）信息工程学院，湖北武汉 (430074)E-mail：huangxianguo@摘要：本文结合USB税控器的一种典型开发方案，介绍了USB设备开发的一般方法，着重介绍了USB设备端的枚举过程与软件实现。

关键词：税控器，USB设备，枚举过程1. 引言税控器是国家税控部门实现税收信息化的税控设备之一。

它是在与计算机等设备共同配合下完成税控功能的一种嵌入式设备。

主要用于一些已经具有自己比较成熟的集成化电子收银系统但未实现征税管理的大型商场等，无须重新购买税控机，即可顺利完成征税任务。

为了满足市场需求，各公司纷纷推出自己的技术方案，虽然方案各不相同，但大都以USB 作为标准接口之一，而USB接口的开发在实际研发过程中有一定的难度，本文侧重于描述USB 接口开发的一般过程，以备相关开发人员参考。

USB税控器工作原理如下图所示。

图1 USB税控器系统工作原理如果采用专用的USB接口芯片，势必增加成本，本方案以基于8032内核的µPSD32XX单片机作为主控芯片。

由于µPSD3234/3254A内部自带的256KB+32KB的FLASH容量不能满足程序、大量销售明细和GB18030大字库的存储要求，故外扩2MB的Flash。

2. µPSD32XX系列单片机特征µPSD3234/3254A单片机包含一个标准的8032微控制器模块和一个PSD模块。

系统时钟达到24/40MHz，内核时钟为标准的12MHz，工作电压3.3/5V，内含三个独立的存储器：256KB 主FLASH，8KB/32KB次FLASH和32KB的SRAM。

PSD模块包含16个宏单元，3000门PLD。

支持IAP和ISP和分页存储器访问技术。

可用IO口多达46个。

集成IIC接口，数字显示（DDC）通道，5个脉宽调制（PWM）控制器，4路8位AD转换器，USBv1.1控制器，2个标准异步通讯口（UART）等众多的外设接口。

基于嵌入式Linux的USB主控制器驱动设计

基于嵌入式Linux的USB主控制器驱动设计Design of USB Host Controller Driver Based on Embedded LinuxAbstract: This paper designs the USB host controller driver for the USB host controller of S3C2410. The driver is based on Linux, it followed USB 1.1 and OHCI 1.0 specification. This driver makes the embedded system with S3C2410 has USB host function and can communicate with USB devices.Key Word: USB host controller driver, Linux, S3C2410摘要：本文为S3C2410的USB主机控制器设计了基于Linux的USB主机控制器驱动程序。

该驱动程序遵循USB1.1版本协议和OHCI 1.0版本协议。

使具有S3C2410的嵌入式系统具备了USB主机功能，能够和各种USB设备进行通信。

关键词：USB主机控制器驱动，Linux，S3C24101 引言随着USB技术越来越多地被应用到嵌入式领域，人们对身边所使用的嵌入式系统提出了新的要求，希望在嵌入式系统中增加USB主机功能，使嵌入式系统具有移动存储功能，如挂接各种移动存储设备、直接与USB打印机连接打印数码相片等。

嵌入式USB主机系统的开发成为当前的一个热点。

嵌入式USB主机系统设计包括软件和硬件两个部分。

其中软件设计主要包括USB核心驱动程序和USB主机控制器驱动程序两个部分。

Linux操作系统是一个源码开放，资源丰富的操作系统。

Linux系统对USB主机协议提供了一定的支持，并提供了众多的USB类设备驱动程序，为应用开发提供了便捷。

基于C8051f340单片机的USB HID类设备设计

基于C8051f340单片机的USB HID类设备设计倪陈强;陈贇【摘要】USB作为近年来计算机和嵌入式领域中的热点,推动了计算机外设的飞速发展,各种具有USB接口的嵌入式系统不断涌现.但是,USB协议复杂,若为每种设备都开发相应的设备驱动程序,开发周期势必加长.介绍一种USB外设的实现方案,该方案采用C8051F340单片机内置的USB接口,实现了基于HID类协议的USB设备的设计.采用该方案实现USB设备,无需专门开发设备驱动程序.该方案实用性强,可大大缩短开发周期.【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2007(030)018【总页数】3页(P64-66)【关键词】USB;C8051F 单片机;HID;API【作者】倪陈强;陈贇【作者单位】西安科技大学,机械工程学院,陕西,西安,710054;西安科技大学,机械工程学院,陕西,西安,710054【正文语种】中文【中图分类】TP33基于传统I/O模式的外设必须占用PC主机的中断请求、I/O地址等系统资源，而这些有限的主机资源无法满足众多外设连接的需要。

USB接口的出现，解决了日益增加的PC外设与有限的主板插槽和端口数量之间的矛盾。

但是，USB设备协议比较复杂，驱动程序开发比较费时。

本文介绍一种利用C8051F340单片机和USB HID类设备驱动程序进行USB设备开发的方法。

1 C8051F340单片机简介系统单片机采用C8051F340，此单片机具有流水线的指令结构；70%指令的执行时间为1或2个系统时钟，48 MHz的时钟频率，指令执行速度可达48 MIPS。

其内置USB接口完全兼容USB 2.0，支持全速(12 MBPS)和低速(1.5 MBPS)两种运行速度，8个可灵活配置的端点,专用的1 kB的USB缓冲存储器，集成的收发器，无需外部电阻，可方便实现与计算机的通信。

片内稳压器支持USB总线供电；片内稳压器旁路支持USB自供电。

单片机与USB接口设计

单片机与USB接口设计摘要：51系列芯片的串口通信速率较低,会在其串口通信中形成一个速度瓶颈。

通用串行总线(USB)作为一种新的微机总线接口规范，具有便捷、易扩展、低成本、低干扰等特点，非常适合作为主机和外设之间的通信接口。

本文介绍了一种比较简单方便设计USB设备的方法，设计采用51单片机和USB接口芯片组成的单片机最小系统来实现一个完整的USB设备，大大提高了通信速率。

在设计中，采用的控制器是51单片机AT89S52，USB电气接口则是PHILIPS公司的USB接口芯片PDIUSBD12。

单片机控制器作为下位机，通过USB电气接口芯片和USB总线与PC机交换数据，并实现USB设备的逻辑功能。

系统开发的最终硬件成果是一个带有USB接口的设备，通过USB 电缆与PC机相连接，能够实现主机对设备的列举，以及和PC机交换数据，并实现其扩展功能。

关键词：USB；单片机系统；PDIUSBD12；AT89S52；接口技术USB interface in the design of communicationAbstract：The communication rate of the series 51 chip is lower and it forms a tare bottle neck in serial communication. This paper introduced a simple and convenient method to design a USB apparatus, that is to say, to realize an intact USB apparatus with a minimum system of single-chip computer that made of 51 single-chip computer and USB interface, the circuit greatly improves communication rate. In this system, I adopted 51 one-chip computers AT89S52 as its controller, the chip PDIUSBD12 of PHILIPS Company as its electric interface. The one-chip computer as the next machine, exchanges the data with the PC, through the USB bus and USB electric interface chip, and it realizes the logic function of USB apparatus. It can exchange data with PC, and realize its expanding function, through connecting with PC.Key words：single-chip computer system；interface technology；PDIUSBD12；AT89S52；USB0 引言USB 是英文UniversalSerialBus 的缩写，中文含义是“通用串行总线”。

(完整版)AT89C51单片机USB接口驱动和应用程序的开发毕业论文

北方民族大学学士学位论文论文题目:AT89C51单片机USB接口驱动和应用程序的开发院(部)名称:电信学院学生姓名:杨闯指导教师姓名:周春艳论文提交时间: 2010年5月24日论文答辩时间:2010年5月29日学位授予时间:北方民族大学教务摘要通用串行总线USB是一种新兴的并逐渐取代其他接口标准的数据通信标准。

USB，由于速度快，使用方便灵活，易于扩展，支持即插即用，成本低廉等一系列优点，得到了广泛的应用。

本论文以基于USB总线的数据采集系统的研制过程为主要内容，阐述了利用CH372与ATMEL的AT89C51等组成的一套数据采集系统的设计方案、开发方法和开发过程，并给出了具体实现方案。

论文首先简要介绍了USB总线的相关内容，然后介绍了数据采集系统的设计。

数据采集系统的设计包括硬件设计、固件程序开发、驱动程序开发和应用程序开发四部分。

在硬件设计部分，首先介绍了设计中所用的CH372的性能和特点，然后给出了具体硬件设计方案，并对设计中应该注意的问题进行了说明。

驱动和应用程序主要完成USB设备的读写和即插即用功能，并提供一个友好的人机界面，对数据采集系统进行控制并显示采集后的数据。

本论文已完成了基于USB总线的数据采集系统的设计，用其实现了基本的数据采集功能。

使用USB总线传输数据，为数据采集系统与计算机之间的通讯开辟了新的道路。

关键词：USB、驱动程序、应用程序、AT89C51、CH372AbstractUniversal serial bus USB is one kind of emerging and replace other interface standards of data communication standards. USB, due to fast, convenient and flexible easy to expand, to support plug and play, low cost advantages, such as widely application.The paper is mainly concerned with design process of data acquisition system that is based on USB bus. The design scheme, developing method and developing process of a suit of data acquisition system used with CH372 and ATMEL’s AT89C51 are expatiate. In addition, the paper also gives the material realization scheme.At fist, the paper introduces the protocol of USB bus in brief, and then discusses the design of data acquisition system, which includes four parts, , firmware design, device driver and application program. In the in detail; the questions which should be paid attention to in design is explained. Drivers and applications of the main equipment and USB plug and play function, and provide a friendly -machine interface, control ofdata acquisition system and display the data collection.The paper of data acquisition system based on USB bus and realizedthe basal data acquisition foundation. Using USB bus to transfer data blazed a way in communication between data acquisition system and computer.Keywords: USB、Drive、Applications、AT89C51、CH372目录第1章绪论 (1)1.1 引言 (5)1.2 USB的特点 (5)1.3 USB实时数据采集系统的实现方案 (7)第2章 USB体系简介 (8)2.1 体系概述 (8)2.2 USB的传输类型 (10)2.3 USB的设备状态 (13)第3章 USB数据采集系统的硬件设计 (16)3.1 USB 接口方案 (16)3.2 USB接口的硬件设计 (17)3.2.1 CH372简介 (17)3.2.2 USB接口的硬件电路设计 (23)3.3 USB接口硬件的实现 (25)3.3.1时钟电路 (25)3.3.2 复位电路 (25)3.3.3 AD转换电路 (26)3.3.4 CH372接口电路 (27)3.3.5 单片机扩展RAM接口电路 (28)第4章 USB数据采集系统设备固件编写 (28)4.1 固件设计方案及工作流程 (29)4.1.1固件的设计思想 (29)4.1.2固件的工作流程 (29)4.2固件开发 (30)4.2.1主循环模块(MAINLOOP.C) (30)4.2.2外接口模块 (31)4.2.3 CH375_INIT初始化模块 (31)4.2.4上传数据块模块 (31)4.2.5上传中断数据模块 (31)第5章 USB设备驱动程序及应用程序 (32)5.1驱动开发工具的选择 (32)5.2 WDM概述 (32)5.3 主要模块设计 (33)5.3.1 初始化模块 (34)5.3.2即插即用管理模块 (34)5.3.3 I\O控制模块 (37)5.4 应用程序设计与实现 (37)5.4.1 操作例程及初始化 (38)5.4.2 设备读写接口程序的实现 (39)5.4.3 数据传输程序的设计和实现 (40)5.5 用户应用程序的具体实现 (45)结束语 (46)致谢 (47)参考文献 (47)附录一 (48)附录二 (48)第1章绪论1.1 引言现代工业生产和科学研究对数据采集系统的要求日益提高，目前比较通用的方法已逐渐不能适应其要求。

usb主机控制器驱动在8051内核soc中的实现

USB主机控制器驱动在8051内核S0C中的实现摘要在现今的嵌入式系统中，USB得到了广泛应用。

然而，具有USB传输功能的嵌入式系统通常扮演的是USB设备的角色，如便携MP3播放器、U盘、摄像头、USB鼠标、键盘等。

一些较复杂的嵌入式系统虽然支持USB主机的功能，但是它们都需要功能强大的操作系统平台的支持，这又势必增加整个系统的软硬件成本。

如今的电子行业对成本因素越来越敏感，于是SOC芯片应运而生。

它可以被简单理解为将具有一定功能的印刷电路板和其上的电子元件集成到芯片中，只用一颗SOC芯片就能实现一块系统电路板的功能。

然而，如何使SOC芯片即满足市场需求，又价格低廉，是近年电子工程领域的重要课题。

本论文的研究课题为：在一颗对成本因素敏感的音频SOC芯片中实现USB主机控制器驱动的数据传输功能。

该SOC芯片的核心功能是从USB移动存储设备读取MP3音频文件数据，对其解码并播放。

该芯片瞄准的是消费类电子产品市场，在家用音频设备和车载音响方面具有成本低廉的竞争优势。

为达到研发目标，本课题针对SOC芯片需要读写USB存储设备的功能要求，完成了USB主机端软件，实现了OHCI型USB主机控制器在8051内核SOC芯片中的驱动程序。

在实现过程中参考了Liunx 操作系统对于USB主机端软件的设计思路，并根据8051内核软件资源有限的特性，用简化的方式实现USB主机访问USB存储设备的功能，缩减RAM和ROM的用量，降低运行时的系统开销。

从而使SOC 芯片具有良好的性价比优势。

目前，该音频SOC芯片已经完成设计并成功批量生产，大量应用于家用音响和汽车音响设备，销售量逾百万颗。

本课题所实现的USB主机控制器驱动程序，作为SOC芯片的重要组成部分，已经过多种设计方案测试，并得到不断完善。

客户在实际使用过程中遇到的USB存储设备不兼容的问题也得到圆满解决，可以支持市面上绝大部分的USB存储设备，包括U盘、移动硬盘、读卡器等，具有广阔的市场前景。

USB接口技术在单片机设计中的实践与探索

USB接口技术在单片机设计中的实践与探索摘要：随着科技的不断进步和人们对数据传输速度的需求增加，USB（Universal Serial Bus，通用串行总线）接口技术已经成为了现代电子设备中最常用的接口之一。

本文将探讨USB接口技术在单片机设计中的应用，包括USB接口的定义、USB接口在单片机中的工作原理以及设计中的实践经验。

一、引言随着无线通信和互联网的快速发展，人们对数据传输的需求越来越高。

USB接口技术作为一种高速、灵活和易用的接口技术，已经成为了现代电子设备中必不可少的部分。

在单片机设计中，使用USB接口可以实现快速、稳定和安全的数据传输，大大提高了设备的性能和用户体验。

二、USB接口的定义USB接口是一种用于连接计算机和外部设备的串行总线标准。

它通过一根数据线和一根供电线实现数据和电源的传输，同时还包括一些控制线用于设备的管理。

USB接口标准由USB Implementers Forum（USBIF）负责制定和维护，目前最新的USB接口标准为USB3.2。

三、USB接口在单片机中的工作原理USB接口在单片机中的工作原理主要包括四个方面：电路连接、通信协议、数据传输和供电管理。

1. 电路连接：USB接口由A型插头和B型插口组成，A型插头连接到主机（计算机）端，B型插口连接到设备（单片机）端。

在电路连接中，还包括数据线、供电线和控制线的连接。

2. 通信协议：USB接口使用一种称为USB协议的通信协议，在传输数据之前，主机和设备会进行一系列的握手过程，以确定通信参数和建立数据通道。

3. 数据传输：USB接口支持多种数据传输方式，包括控制传输、批量传输、中断传输和等时传输。

不同的传输方式适用于不同的应用场景，例如批量传输适用于大数据传输，中断传输适用于实时响应的数据传输。

4. 供电管理：USB接口还提供了供电管理功能，通过控制线对设备进行供电管理，包括设备的上电、下电和暂停功能。

四、USB接口在单片机设计中的实践经验在实际的单片机设计中，我们可以根据具体的需求来选择合适的USB接口方案，并根据经验总结出以下几点实践经验：1. 合理选择USB接口版本：根据具体需求选择合适的USB接口版本，USB1.1适用于低速和全速设备，USB2.0适用于高速设备，USB3.0和USB3.1适用于超高速设备。