基于单片机的U接口设计
简易的USB接口开发
７ Ｌ １ ８的片选 信号 和单 片 机 的 读 写 信 号来 控 制． ４ Ｓ３ ＵＳ Ｂ芯 片 电源端增 加 了去耦 和旁 路 电 容 ． 来 提 高 用
误 率又 会提 高 ， 要增 加纠 错程 序 ， 样传送 速 度难 需 这 以提 高． 同时串 口不 支持热 插拔 ， 插拔 时需 要关 闭 电 脑 和仪 表 的 电源 ， 仪 表 电源而 不 关 电脑 电 源 比较 关
线 来完 成 和 单 片 机 的 数 据 传 送 ． Ｔ２ ５ Ｍ 内 含 两 Ｆ ４Ｂ 个 Ｆ Ｆ 数 据缓 冲 区 ， ＩＯ 一个 是 １ ８字节 的接 收缓 冲 ２
串 口是单 片机 用 得较 多 的一 种 接 口， 主要 用 它
Ｆ Ｆ 控制 器 实 现 与 单 片 机 （ ＡＴ８ Ｃ １等 ） ＩＯ 如 ９５ 的接 口， 主要通 过 ８根数 据 线 Ｄ ～Ｄ７及 读 写 控 制 Ｏ
来 与上位 机进行 数 据 传输 ． 速 传送 少 量 的 数 据 串 低 口能 够胜 任 ， 需要 高速 传输 大量 的数 据时 ， 但 传送 时 间就会 大大延 长 ； 如果单 纯 提高传 送速 率 ， 送 的错 传
接 口开发 ， 能够使 研 发 人 员在 最 短 的周 期 内开 发 出
相应 的 ＵＳ Ｂ产 品 ， 要 熟 悉 单 片 机 编 程 及 简 单 的 只
ＶＢ Ｖ 、 Ｃ应用 程 序编程 ， 可以进 行开 发 了． 就
１ Ｆ ２ ５ Ｍ 芯 片简 介 Ｔ ４Ｂ
Ｆ ２ ５ Ｍ 的 主 要 功 能 是 进 行 ＵＳ Ｔ ４Ｂ Ｂ接 口和 并 行 Ｉ０ 口之 间 的协 议 转 换． ／ 一方 面 芯 片 可从 主机 接 收 ＵＳ Ｂ数 据 ， 并将其 转换 为并 行 ＩＯ 口的数据 流格 ／ 式 发送 给外 设 ； 另一 方 面外 设 可 通 过并 行 ｉｏ 口将 ／ 数据转 换 为 ＵＳ Ｂ的数 据格 式传 回主机． 中间 的转 换 工作 全部 由芯 片 自动完 成． 于 开发 者 来 说此 芯 片 对 几乎 是透 明的 ， 开发者 无 须考 虑 固件 的设 计 ， 同时 能
单片机原理及应用——C51编程+Proteus仿真(第3版)课件第5章 开关键盘显示器接口设计
在【例5-1】基础上，编写控制发光二极管反复循环点亮的流水灯。 【例5-2】电路仍采用图5-2，制作由上至下再由下至上反复循环点亮显
示的流水灯，3种方法实现。
（1）数组的字节操作实现 建立1个字符型数组，将控制8个LED显示的8位数据作为数组元素，依
次送P1口。参考程序：
#include <reg51.h> #define uchar unsigned char uchar tab[ ]={ 0xfe , 0xfd , 0xfb , 0xf7 , 0xef , 0xdf , 0xbf , 0x7f , 0x7f ,
// 读入P1口的状态，送入state // 屏蔽P1口的高6位 // 判P1口低2位开关状态
{
case 0: P2=0x01; break; case 1: P2=0x02; break; case 2: P2=0x04; break; case 3: P2=0x08; break;
// 点亮P2.0脚LED //点亮P2.1脚LED // 点亮P2.2脚LED //点亮P2.3脚LED
} }
//左移初值赋给temp
// temp中的数据取反后送P1口 // 延时 // temp 中数据左移一位 // 赋右移初值给temp
// temp中的数据取反后送P1口 // 延时 // temp 中数据右移一位
15
程序说明： 注意使用移位运算符“>>”、“<<”与使用循环左移函数 “_crol_”和循环右移函数“_cror_” 区别。左移移位运算“<<”是将高位 丢弃，低位补0 ；右移移位运算、“>>”是将低位丢弃，高位补0。而循环 左移函数“_crol_” 是将移出的高位再补到低位，即循环移位；同理循环 右移函数“_cror_” 是将移出的低位再补到高位。
基于单片机的温度智能控制系统的设计与实现共3篇
基于单片机的温度智能控制系统的设计与实现共3篇基于单片机的温度智能控制系统的设计与实现1基于单片机的温度智能控制系统的设计与实现随着人们对生活质量的需求越来越高，温度控制变得愈发重要。
在家庭、医院、实验室、生产车间等场合，温度控制都是必不可少的。
本文将介绍一种基于单片机的温度智能控制系统的设计与实现。
设计思路本文所设计的温度智能控制系统主要由单片机、温度传感器、继电器和液晶屏幕等部件组成。
其中，温度传感器负责采集温度数据，单片机负责处理温度数据，并实现温度智能控制功能。
继电器用于控制加热设备的开关，液晶屏幕用于显示当前温度和系统状态等信息。
在实现温度智能控制功能时，本设计采用了PID控制算法。
PID控制算法是一种经典的控制算法，它基于目标值和当前值之间的误差来调节控制量，从而实现对温度的精确控制。
具体来说，PID控制器包含三个部分：比例控制器（P）用于对误差进行比例调节，积分控制器（I）用于消除误差的积累，微分控制器（D）用于抑制误差的未来变化趋势。
这三个控制器的输出信号加权叠加后，作为继电器的控制信号，实现对加热设备的控制。
系统实现系统硬件设计在本设计中，我们选择了常见的AT89S52单片机作为核心控制器。
该单片机运行速度快、稳定性好，易于编程，并具有较强的扩展性。
为了方便用户调节温度参数和查看当前温度，我们还选用了4 * 20的液晶屏。
温度传感器采用LM35型温度传感器，具有高精度、线性输出特性，非常适用于本设计。
系统电路图如下所示：系统软件设计在单片机的程序设计中，我们主要涉及到以下几个部分：1. 温度采集模块为了实现温度智能控制功能，我们首先需要获取当前的温度数据。
在本设计中，我们使用了AT89S52单片机的A/D转换功能，通过读取温度传感器输出的模拟电压值，实现对温度的采集。
采集到的温度数据存储在单片机的内部存储器中，以供后续处理使用。
2. PID控制模块PID控制模块是本设计的核心模块，它实现了对温度的精确控制。
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。
基于STM32单片机的CAN-USB转换器设计
，
ｉ ｎ ｓ ｏ ｃ ｉ ｅ ｔ ｙ ，ｔ ｈ ｅ ｄ ｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐ ｍｅ ｎ ｔ ｏ ｆ ｎｅ ｗ ｅ ｎ ｅ ｒ ｇ ｙ ａ ｕ ｔ ｏ ｍｏ ｔ ｉ ｖ ｅ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎｏ ｌ ｏ ｇｄ Ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｎｅ ｗ ｅ ｎｅ ｒ ｇ ｙ
中 图 分 类 号 ：Ｔ Ｐ ２ １ ２ 文 献 标 识 码 ：Ａ 文章编号 ： ２ ０ ９ ５ ． ８ ４ １ ２（ ２ ０ １ ４ ） ０ ５ — ５ ８ ９ ． ０ ５ ＤＯＩ ：１ ０ ． １ ４ １ ０ ３ ５ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． ２ ０ ９ ５ ． ８ ４ １ ２ ． ２ ０ １ ４ ． ０ ５ ． ０ １ ５ 工 业 技 术创 新 ＵＲＬ： ｈ ｔ ｔ ｐ ／ ／ ｗｗｗ． ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ． ｉ ｔ ｉ ． ｃ ｏ ｍ
ｃ ｈ ａ ｒ ｇ ｅ ． Ｉ ｔ ｈ ａ ｓ ｂｅ ｅ ｎ ａ ｒ ｒ ａ ｎｇ ｅ ｄ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｉ ｃ ｖ ｅ ｈｉ ｃ ｌ ｅ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ ｓ ｙｓ ｔ ｅ ｍ ｔ ｈｅ ｂ ａ ｔ ｔ ｅ ｒ ｙ ｃ ｈａ ｒ ｇ ｅ ｓ ｔ ａ ｔ ｅ ｉ ｎ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｔ ｉ ｏ ｎ
单片机及其接口技术实验报告
单片机及接口技术实验报告实验一数据传送程序一、实验目的1、掌握汇编语言设计和调试方法。
2、掌握DVCC实验系统的操作步骤。
二、实验内容1、编程实现，把7000H~70FFH单元的内容清零。
2、编程实现，把源地址为6000H开始的单元内容，传送到目的地址7000H开始的单元中，传送个数为0FFFH个。
三、DVCC实验系统操作说明1、接通DVCC实验系统电源，在DVCC实验箱上应显示闪动的“P”，否则按Reset键。
2、运行DVCC软件。
（程序DVCC598H实验系统DVCC实验系统）3、单击工具栏上“新建”或“打开”按钮，编写源程序。
单击“编译”按钮，使其形成可执行文件。
4、单击工具栏上“联接”按钮，同时按下DVCC实验箱上PCDBG键（键盘上最右边第2个），实现PC机和实验箱的联接。
联机成功，屏幕上出现：.反汇编窗口、寄存器标示位窗口。
5、在成功联机后，单击工具栏上“调试”按钮，把最终目标文件装载到实验系统RAM区；或者通过单击菜单栏中的“动态调试”，选择“传送（.EXE）文件”来实现。
6、单击工具栏上“运行”或“单步”按钮，运行实验程序。
7、单击工具栏上“窗口”，选择“显示内部数据窗口”或“显示外部数据窗口”可显示数据窗口。
鼠标右击数据窗口的数据，可设置数据块新地址；鼠标左键单击数据，可修改数据数值。
8、运行完毕，先按实验箱上的复位按钮Reset键，再按PCDBG键，并且点击屏幕上OK，即可退出运行状态。
四、实验程序代码1、把7000H~70FFH单元的内容清零。
程序代码：ORG 0000HAJMP STARTORG 70HSTART: MOV P2, #70H ;送地址高8位到P2端口MOV R0, #00H ;R0=00H,表地址低8位CLR A ;将累加器A清0LOOP: MOVX @R0, A ;将A送入以R0内容为地址的外部RAM.INC R0 ;R0+1-->R0CJNE R0,#00H,LOOP;比较条件转移指令，若R0不等于0,则跳转到LOOPAJMP $ ;暂停END2、编程实现，将源地址为6000H开始的单元，传送到目的地址7000H开始的单元，传送个数为0FFFH个。
单片机输入输出接口
P3.4/T0 14
P3.5/T1 15
P3.6/WR 16
P3.7/RD 17
XTAL2 18
XTAL1 19
GND 20
40 Vcc 39 P0.0 38 P0.1 37 P0.2 36 P0.3 35 P0.4 34 P0.5 33 P0.6 32 P0.7 31 EA 30 ALE 29 PSEN 28 P2.7 27 P2.6 26 P2.5 25 P2.4
/*“HELLO”的段码， 最高位送
uchar i; uint j; while(1) ｛ P3=0x01; for(i=0;i<5;i++) ｛ if(P17==1)P1=tab1［i］; else P1=tab2［i］; P3<<=1; for(j=0;j<=25000;j++);
｝｝｝ 课本习题5.8 *关于液晶显示
归纳四个并行口使用的注意事项如下：
1。如果单片机内部有程序存贮器，不需要扩展外 部存贮器和I/O接口，单片机的四个口均可作 I/O口使用。
2。四个口在作输入口使用时，均应先对其写 “1”，以避免误读。
3。P0口作I/O口使用时应外接10K的上拉电阻，其 它口则可不必。
4。P2可某几根线作地址使用时，剩下的线不能作 I/O口线使用。
用作地址/数据复用总线时，多路开关的控制 信号为1，输出与上方的地址/数据线反向器的输出 相连，由于控制信号为1，上面的场效应管受地址/ 数据信号控制，与下面的场效应管成为推挽输出 形态。外部不再需要上拉电阻，P0口为真正的双 向I/O口。
操作过程：假如要读外部程序存储器中 0x1245单元的指令，首先从P0口输出45H，P2口 输出12H，控制器输出ALE地址锁存信号，再发出 指令输出允许信号PSEN，外部程序存储器 0x1245单元的内容出现在总线上，由CPU读入程 序指令寄存器，译码执行。
基于STM32单片机的uCOS-II操作系统移植
第６期２０２０年１２月机电元件ＥＬＥＣＴＲＯＭＥＣＨＡＮＩＣＡＬＣＯＭＰＯＮＥＮＴＳＶｏｌ ４０Ｎｏ ６Ｄｅｃ ２０２０收稿日期：２０２０－１０－２０基于ＳＴＭ３２单片机的ｕＣ／ＯＳ－ＩＩ操作系统移植张中前（贵州航天电器股份有限公司，贵州贵阳，５５０００９） 摘要：网络技术和信息技术的发展，嵌入式系统应用越来越普及，嵌入式设备的应用也越来越多。
ｕＣ／ＯＳ－ＩＩ广泛应用于路由器、飞行器及工业控制等。
ｕＣ／ＯＳ－ＩＩ操作系统执行效率高，占用存储空间少，具有实时性及可扩展性等优点，在小型嵌入式设备中具有广泛应用。
本文介绍了基于ＡＲＭＣＯＲＴＥＸＭ３系列单片机上的ｕＣ／ＯＳ－ＩＩ移植，对电子控制组件的设计具有参考作用。
关键词：实时操作系统；ｕＣ／ＯＳ－ＩＩ；内存管理；任务管理；ＳＴＭ３２；移植Ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００－６１３３．２０２０．０６．０１５中图分类号：ＴＮ７８４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１０００－６１３３（２０２０）０６－００５７－０５１ 引言操作系统是裸机的第一层软件，操作系统直接运行在硬件上，上层软件通过提供应用程序接口（ＡＰＩ函数），实现对底层硬件的访问，同时，通过操作系统实现对多个上层应用软件（任务）管理，实现对硬件ＣＰＵ管理、存储管理、Ｉ／Ｏ接口管理及文件管理，如图１所示。
图１ 操作系统功能组成示意图 ＳＴＭ３２系列单片机以其优良的价格，大容量的ＦＬＡＳＨ及ＲＡＭ存储空间，极易用于较为复杂的控制系统；在ＳＴＭ３２单片机上进行ｕＣ／ＯＳ－ＩＩ实时操作系统的移植，提高了产品的设计灵活性，实现较为复杂的系统功能；通过将开源的ｕＣ／ＯＳ－ＩＩ移植在ＳＴＭ３２单片机上，以其较为低廉的硬件成本获得较高的使用性能，具有良好的应用前景。
２ ｕＣ／ＯＳ－ＩＩ操作系统２．１ ｕＣ／ＯＳ－ＩＩ操作系统的基本特征ｕＣ／ＯＳ－ＩＩ是一个完整的、可移植、可固化、可剪裁的基于优先级调度的抢占式实时多任务操作系统；它能够在外界事件或数据产生时，能够接收图２ ｕＣ／ＯＳ－ＩＩ文件结构示意图并以足够快的速度响应，其处理的结果又能够在规定的时间内输出，并控制所有实时任务协调、一致运行。
单片机项目开发实例
单片机项目开发实例
单片机（Microcontroller）是一种集成了CPU、内存、IO接口等功能的微型计算机芯片，广泛应用于各种嵌入式系统和电子设备中。
以下是一个简单的单片机项目开发实例：项目名称：温度监测器
项目概述：设计一个基于单片机的温度监测器，可以实时测量环境温度，并将温度数据显示在液晶显示屏上。
硬件组件：
1.单片机开发板：选择一款适合的单片机开发板，如Arduino、STM32等。
2.温度传感器：例如LM35温度传感器。
3.液晶显示屏：用于显示温度数据。
软件工具：
1.集成开发环境（IDE）：根据所选单片机，选择相应的IDE，如Arduino IDE、Keil uVision 等。
2.编程语言：使用C语言或类似的编程语言编写单片机程序。
实现步骤：
1.连接硬件：将LM35温度传感器和液晶显示屏连接到单片机开发板的GPIO引脚。
2.编写程序：在所选的IDE中，使用C语言编写程序。
程序主要包括以下步骤：
-初始化：初始化单片机和液晶显示屏。
-读取温度：通过LM35传感器读取环境温度数据。
-数据处理：对读取的温度数据进行处理，例如转换为摄氏度或华氏度。
-显示：将处理后的温度数据显示在液晶显示屏上。
3.烧录程序：将编写好的程序通过编程器烧录到单片机开发板中。
4.测试：将温度监测器放置在环境中，观察液晶显示屏上的温度数据是否准确显示。
以上是一个简单的单片机项目开发实例，它涵盖了硬件组件的连接、软件编程和测试等步骤。
在实际项目中，可以根据需求和复杂程度进行更加复杂和全面的单片机应用开发。
基于单片机的智能充电器设计毕业(论文)设计说明书
毕业设计说明书基于单片机的智能充电器设计学生姓名：王世恩学号：********** 学院：信息与通信工程学院专业：电子信息工程指导教师：***2017年6月基于单片机的智能充电器设计摘要随着全球经济的发展，锂电池对于人们生活的影响越来越大。
锂电池具有储能密度高，寿命长等优点，在当前社会应用范围极广。
目前锂电池应用的领域很广泛，尤其是电动自行车领域。
随之，对于锂电池的充电方案的研究也越来越多。
对于各种电子产品出现的电池充电爆炸事件，人们对于锂电池充电安全极其重视。
针对人们对充电产品的需求，本说明文进行了相关的研究。
本论文先介绍了课题研究的背景、目的及意义，之后介绍了国内外对于锂离子电池充电器的研究进展。
介绍了充电器的重要组成模块，如充电电源模块、电压数据检测模块、温度数据检测模块和通信模块。
介绍了设计所要实现的功能。
提供了充电方案和充电方法的选择的依据。
说明书对硬件设计的各个模块进行了阐述。
分别论述了充电电源电路、报警电路、电压检测电路、温度检测电路和单片机电路的具体设计。
同时详细的画出了单片机与上位的通信数据流向图。
在软件程序设计部分，论文介绍了整个充电器设计的软件程序设计。
包括单片机的程序设计和上位机中Qt软件程序设计。
最后对整个系统进行了调试和实践。
经过调试后，设计的电路能可靠工作、程序逻辑合理、上下位机能正常通信。
关键字：STM32；TL494；Qt；SOC；串口通信The design of Intelligent charger based on MCUABSTRACTWith the development of the global economy, lithium battery is more and more important for people's lives. Lithium batteries have some advantages like high energy storage density, long life etc, so they are widely applied. Lithium battery are widely used in the applications field, especially in the electric bicycles field. Subsequently, many countries have stepped up efforts to support the research.For a variety of battery explosion of electronic products happened, people pay great attention to the safety of lithium battery charging.In view of the demand for charging products, firstly, this article has carried out the related research. This paper introduces the background, purpose and significance of the research then analyzes the current research status of the lithium-ion battery charger. This paper introduces the important components of the charger. The function discussed is need to achieve. It provides the basis choices of charging scheme and charging method.Secondly, the paper describes the various modules of the hardware design. The design of charging circuit, alarm circuit, voltage detection circuit, temperature detection circuit and MCU circuit are discussed respectively. At the same time it introduces a detailed picture about the communication. The paper introduces the software design of the whole charger design. Including the programming of the MCU and the Qt software program design.Finally, The debugging and testing results show that the the design of the circuit can work reliably, and the program logic is reasonable. The PC and MCU can communicate normally.Keywords: STM32；TL494；Qt；SOC；Serial communication目录1 绪论 (1)1.1课题研究的背景、目的及意义 (1)1.2国内外研究现状 (2)1.2.1国外研究现状 (2)1.2.2国内研究现状 (2)1.3研究内容与章节安排 (5)2 方案比较和选择 (6)2.1总体设计框图 (6)2.2电源模块 (7)2.2.1电源方案的选择 (7)2.3充电方法 (8)2.3.1锂电池的充电特性 (8)2.3.2充电方案的选择 (9)2.4 SOC估算方法 (10)2.4.1 SOC估算方法的选择 (10)2.5通信方式 (11)2.5.1 通信方式的选择 (11)2.6本章小结 (12)3 硬件设计与实现 (13)3.1单片机电路 (13)3.2充电电源电路 (16)3.2.1变压电路 (16)3.2.2整流、滤波电路 (17)3.2.3 TL494脉宽调制电路 (17)3.2.4 DC-DC电路 (19)3.3电压采集电路 (19)3.4温度采集电路 (21)3.5报警电路 (21)3.6本章小结 (22)4 软件设计与实现 (23)4.1软件开发环境 (23)4.1.1 Qt5.4集成开发环境 (23)4.2单片机程序设计 (23)4.2.1 整体设计逻辑概述 (23)4.2.2 电压、温度数据采集 (24)4.3上位机软件程序设计 (25)4.3.1 整体设计概述 (25)4.3.2 程序逻辑流程图 (25)4.3.3 UI界面 (25)4.4 上下位机的通信设计 (27)4.4.1 通信协议概述 (27)4.4.2 上下位机通信流程图 (27)4.5 本章小结 (28)5 调试与分析 (29)5.1充电电路检测 (29)5.2温度电路检测 (30)5.3电压电路检测 (31)5.4充电器运行检测 (32)5.5 本章小结 (33)6 总结与展望 (34)参考文献 (35)致谢 (37)1 绪论如今随着人们物质生活水平的提高，人们的出行越来越离不开电动交通工具，尤其是锂电池电动自行车。
基于LabVIEW的单片机USB数据采集系统设计
中图分类号 ：Ｔ ２ ４ Ｐ ６． Ｐ ７ ；Ｔ ３ ８ １
Ｄｅ ｉ Ｌａ ＶＩ ｓｇ ｆ Ｍ ＵＳ Ｄａ ａ Ａｃ ｕ ｓｔｏ ｙ ｔ ｍ ｓ ｄ ｏ ｂ ＥＷ
ＣＡＩＧｏ ｇ ｘ ａ ｎ －ｕ ｎ
Ｋｅ ｒ ｓ ＭＣＵ；ＵＳ ｙ ｗｏ ｄ ： Ｂ； ｄ ｔ ｃ ｕｓｔ ｎ ＮＩＶＩ Ａ； Ｌ ｂ Ｉ ａ ａ ａ ｑ ｉｉ ｏ ； ｉ — Ｓ ａ Ｖ ＥＷ
１ 引 言
通用 串行 总线 （ ｎｖ ｒ ｌ ｅ ａ Ｂ ｓ Ｓ ） Ｕ ｉ ｓ ｒ ｌ ｕ ，Ｕ Ｂ 自从 ｅ ａＳｉ 诞生 以来 其发展 速 度异常 惊人 。Ｕ Ｂ协议从 １ １ Ｓ ． 过
第 ８卷
第 １ 期
实 验 科 学 与 技 术
・ ７・ ５
基 于 Ｌ ｂ Ｉ Ｗ 的 单 片 机 Ｕ Ｂ数 据 采 集 系 统 设 计 ａＶ Ｅ Ｓ
蔡共 宣
（ 河南工业大学机 电工程学院 。郑 州 ４ ０ ０ ） ５ ０ ７
摘 要 ： 以 内置 Ｕ Ｂ ． 制 器 的单 片机 Ａ ８ Ｃ １１作 为 主控 芯 片设 计 了单 片机 Ｕ Ｂ数 据 采 集 系统 。针 对 传 统 方 法 开发 Ｕ Ｂ Ｓ ２ ０控 Ｔ９５３ Ｓ Ｓ
和 １ ｂ ｓ的全 速提 高到 如今 的 ４ ０Ｍｂ ｓ ２Ｍ ／ ８ ／ 的高度 。
Ｕ Ｂ作为过去几年里计算机 和嵌入式领域的热点 ， Ｓ 推动 了计 算机外 设 的飞速 发展 ，同时也将把 计算机
和嵌 人式 领域 的学术 研究 带人更 为深 入 的层 次 。这 是 由于 Ｕ Ｂ总线 的数据 传 输率 高 ，支 持 即插 即用 ， Ｓ 使用 方 便 ，并 且 Ｕ Ｂ能 够 连接 １７个外 设 ，因 此 Ｓ ２ Ｕ Ｂ总线 在数 据采 集 系统 中应 用得越 来越 广泛 。 Ｓ Ｕ Ｂ驱动 程序 设 计 是 Ｕ Ｂ数 据 采集 系 统 的重 Ｓ Ｓ 要环 节 。传统 的 Ｕ Ｂ驱 动程 序开发 常采 用 Ｗｉｄｗ Ｓ ｎｏ ｓ Ｄ Ｋ（设 备驱 动 程 序 开 发 包 ） 第 三 方 开 发 工具 （ Ｄ 或 如 Ｄ ｖｒ ｔｄｏ 等 ，Ｄ Ｋ是 最 底 层 的 驱 动 程 序开 ｉ Ｓ ｒ ｅ ｕｉ） Ｄ 发软件 ，开发 难 度 较 大 。而 在 Ｌｂ ＩＷ 环境 下 通 ａＶＥ
单片机的原理及接口技术
与传输 ；Ｒ Ａ Ｍ 则可进行 数据信 息 的临时缓 冲
Hale Waihona Puke 存储 。通过此种接 口技术 ，并配 以其他配件 芯
片，实现了单片机的各类信息读取 、传输 、以
及 写入 等 功 能 。
５结语
综 上 所 述 ， 文 中通 过 对 单 片 机 的 作 用 原
也可将 其理解为能够独立 工作的微型计算 在此 单 片机 的 芯 片上 ，会 涉 及到 ＣＰ Ｕ、 “、Ｒ ＡＭ 等通 过 Ｉ ／ ０接 口进行 结合 的独立 单片机上添加相应 的部件 ，以此来确保单 Ｌ 各种 功能的应用于 实现。而单片机的设计
４ 单片机研发 的主要方 面
首先 ，是将 单片机 的抗 干 扰能 力通 过研 发得以加强。现阶段，单片机进行干扰排除 的
方 式主 要 为 外 部 操 作 ， 即 将 干 扰 源 或 干 扰 路 径
ｉ 部分 ， 单片机也得 到了广泛的应用与普及 ， 【 说 ，在 现阶段 的众 多领域 中，都能够发现
理及接 口技术的分析与研究 ，总结 出单片机所 能应用到的领域。并通过分析得 出，若要将单
片 机 进 行 深 入 的 应 用 ，则 应 当 从 提 升 单 片 机 的
口的存 储 设备 随着 技术 的革 新，变 得愈 加 的 新 时代 背 景下 ，社会 的发展 和科 技 的进 符合人 们的需求 ，不仅 内部 的存储 空间增 大， 使得 各类先进 的科学技术被 应用于众多的
： 与生 活 领 域 ， 作 为 电子 信 息 工 程 中 重 要 的 其 体 积 也 在 随 之 减 少 。 同 时 ， 此 类 ＵＳ Ｂ 接 口 的存 储 设 备 ， 逐 渐 发 展 成 为 能 够 随 身携 带 的 ｕ
单片机课程设计指导书
Part Four
单片机硬件设计
单片机最小系统设计
单片机最小系统包括：单 片机、电源、晶振、复位 电路
电源：为单片机提供稳定 的电源电压
晶振：为单片机提供稳定 的时钟信号
复位电路：在系统启动时， 将单片机复位到初始状态
单片机最小系统设计需要 考虑的因素：稳定性、可 靠性、成本、可扩展性等
单片机外围电路设计
硬件调试技巧： 使用断点、单 步执行、观察
波形等
硬件调试注意 事项：注意安 全、注意保护 设备、注意记
录数据等
Part Five
单片机软件设计
单片机程序设计语言概述
C语言：广泛应用于单片机编程， 具有高效、简洁的特点
BASIC语言：简单易学，适用于初 学者
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
汇编语言：直接操作硬件，适用于 对硬件性能要求较高的场合
添加项标题
规范性：是否符合课程设计的规范和标准，包括文档格式、代码风格等
添加项标题
团队协作：是否体现了良好的团队协作精神和沟通能力
Part Three
单片机基础知识
单片机的概念和特点
添加项标题
概念：单片机是一种集成电路芯片，将微处理器、存储器、输 入/输出接口等集成在一起，可以独立完成特定的任务。
Part One
单击添加章节标题
Part Two
课程设计概述
课程设计的目的和意义
提高学生的实践能力
培养学生的创新思维和解 决问题的能力
帮助学生理解理论知识在 实际中的应用
提高学生的团队合作和沟 通能力
课程设计的任务和要求
任务：完成一个具体的单片机项目，如智能家居、智能小车等 要求：掌握单片机的基本原理和编程方法，能够独立完成项目的设计和 实现 设计过程：包括需求分析、方案设计、硬件设计和软件设计等环节
8051单片机与U盘的接口设计
．ｈｎＥ Ｄｎ ｔ Ｃ ｉａ Ｃ ． ｅ
维普资讯
区。它 由以下５ 部分 组成 ： 个
隐含 ，不 能 用 Ｄ Ｒ命 令 进 行 查 找 ；ｏ Ｉ ４
５／ 片 机 与 ｌ盘 的 硬 件 接 口 ＇ 单 ＿ ，
Ｃ ７ 在 本 地 端 可 工 作 在 Ｕ Ｂ主 Ｈ３ ５ Ｓ 转 指 令 将 跳 至 引 导 代 码 ，其 内 容 随 查 找 ； １ 表 示 此 项 为 子 目录 ， 而 不 是 机 方式 下 ，此 时 可 以采 取 串行 接 口和 ０ Ｄ 版本的 卷 标 ， 即 并 行接 口两种 方 式 。为 提 高单 片机 对 ８
磁 扇 ｓ－ ｔｒｇ 机 、Ｐ Ａ和 笔记 本 电脑 等 热 门 的 消 费 Ｍａｓ Ｓｏａｅ海 量 存 储 设 备 的 专 用 通 面 、０ 头 、１ 区 。 主 引 导 记 录 可 记 Ｄ 录磁 盘最 重 要 的结 构 信息 。主 引导 记 类 电子 产 品 中 。 同时 ，Ｕ盘在 其 它 各 讯 协 议 。通 常 情况 下 ，外 部 单 片 机 不 录是 硬 磁 盘 作 分 区 时建 立 的 （ｄｓ） Ｆｉ ， ｋ 种 领 域 也 得 到 了 广 泛 的 应 用 。 本 文 所 需 要 编 写 固件 程 序 ，就 可 以直 接 读 写 包括一小段执行代码 （ 主引 导 代 码） 、 Ｓ 述 内容 就 是 通 过 ８ ５ 单 片 机 和Ｃ ７ Ｕ Ｂ存储 设 备 中 的数 据 。数 据 读 写 只 ０１ Ｈ３ ５ 磁 盘 特 征 和 硬 盘 分 区 表 。 主 引 导 记 录 需 要 几 条 指 令 ， 而 不 需 要 详 细 了 解 对Ｕ盘进行 读 写 的具体 方法 。 结 束 的 两 个 字 节 必 须 是 引 导 字 标 记 Ｕ Ｂ的具 体 通 讯 协议 。本 文所 介 绍 的 Ｓ Ｃ ７ 功 能 筒介 Ｈ３ ５ ０５ Ａ ｘ ５ Ａ。 磁 盘 特 征 位 于 ００ Ｂ ，并 应 】１８ 【 接 口设 计 就是 为 了 了解 Ｕ盘 数 据 分 布 Ｃ ３ ５是 一 个 Ｕ Ｂ 总 线 通 用 接 口 Ｈ７ Ｓ 使用 指定 的磁 盘操 作 系统 。 方 式 ，熟 悉 Ｆ Ｔ表 和 Ｆ Ｔ表 寻 址 ， 以 Ａ Ｄ ◇ Ｄ ＯＳ引 导 区 Ｉ Ｂ ） Ｄ Ｒ 芯 片 ， 可 支 持 ＨＯ Ｔ 主 机 方 式 和 Ｓ 及 单片 机对 Ｕ 盘Ｆ Ｔ 式 的文件 读写 。 Ａ格 Ｄ ＳＪ导 区 （ Ｒ Ｏ ￣ Ｉ ＤＢ ）的起始 扇 区在 Ｓ Ａ Ｅ设 备方 式 。在 本 地 端 ，Ｃ ７ ＬＶ Ｈ３ ５
单片机实验教案
实验一集成开发环境keil c51的使用与调试Keil C51 u Vision2 是德国Keil公司开发的基于Windows环境的8051软件开发平台，它集项目管理、源程序编辑、程序调试于一体，是一个强大的集成开发环境。
u Vision2 支持Keil的各种8051工具，包括：C编译器，宏汇编译器、连接/定位器及Object-hex转换程序，可以帮助用户快速有效的实现嵌入式系统的设计与调试。
1.1硬件安装1、连接51CPU板，在实验箱右下角有三个插座：J1、J2、J3，用来连接51CPU板，在51CPU板上有一个小拨码开关：J18，是单片机的EA脚，是用来选择读片内还是片外ROM的，拨向左边为读片内ROM；拨向右边为读片外ROM。
2、KEIL仿真器与实验箱的连接：将KEIL仿真器40芯的排线连到51CPU板的40芯插座上，仿真器的USB连接线连到微机的USB口。
3、八段数码管右上角的两个拨码小开关是用来设置工作模式的，将两个拨码小开关同时拨向右边是选择51单片机工作模式，此时应拨向右边。
1.2新建一个项目文件首先点击Keil uVision2 ，进入uVision2界面。
点击工具栏Project选项中的New Project，准备开始建立自己的项目。
输入工程文件名称，并选择保存工程文件的目录。
为项目文件选择一个目标器件（如ATMEL89C51），如图所示。
用鼠标对项目工作区的目标1，点击右键在弹出的菜单中选择“为目标‘目标1’设置选项”如下图所示。
在“为目标‘目标1’设置选项”中，点击“调试”菜单，在此菜单中可选择是使用硬件仿真，还是软件仿真，连接实验箱做实验时选择硬件仿真，点击硬件仿真选项后面的[设置]选项，在此对对话框中选择串口和波特率，串口根据所连电脑来决定。
波特率为38400。
点击“文件/新建”创建源程序文件并输入程序代码。
软件仿真硬件仿真选择串口 选择波特率在文本框中输入原程序，如下图所示点击“文件/保存“对程序进行保存用鼠标对项目工作区的目标1，点击右键在弹出的菜单中选择添加文件到原代码组，如下图所示在弹出的添加文件框中，选择需要添加到项目中的文件点击编译连接的图标，对项目文件进行编译点击“调试/启动/停止调试”进入调试界面在调试界面中可以对程序进行单步或者全速运行的调试若要查看内存中的数据，点击“视图/存储器窗口”在此地址框中，输入不同的指令查看内部数据如果需要查看一些内部数据，在菜单栏点击[视图/存储窗口]。
基于SL811HS的单片机扩展USB接口设计
于丹 张专成 矫佳 妮 武警工程学院通信工 程系
弓言 ｜
动计算机 ，用户可将 Ｕ盘插到 Ｐ Ｃ机
单 片机选 用 ＡＴ Ｌ公 司生产 ＭＥ
位单片机 Ａ ８ Ｓ ２ Ｔ ９ ５ ，它与 目前 ，在工 控机 、嵌 入式 系统 中 ，便 可直接对采集 到 的数据进行 的高性能 ８ Ｓ５ １系列产 品的指令 和引脚完 中，数据采集和交换 大多使用 软盘 、 分 析 处 理 ＋从 而 极 大 的 方便 了 用 Ｍｃ 一 全兼 容 ，片 内集成 有 ８ Ｆ ｓ Ｂ ｌ ｋ ａ ｈ 串行接 ｎ和以太网等方式。由于软盘 户 。
ＯＴ Ｓ Ｓ Ｔ 速传输速度为 １Ｍ ｐ ，即使是低速模 Ｈ Ｓ 接 口控制器则用来控制 Ｕ Ｂ总 两种 封 装 形 式 ， 内含 ｕ Ｂ Ｈ０Ｓ ／ ｂｓ ２ ＬＶ 式， 其传输速度也可达 １ Ｍ ｐ ， ． ｂｓ 而最 线接 口与 Ｕ盘进行命令 和数据交换 ； ＳＡ Ｅ控制器 ，支持全速（ ｌ ｓｅｄ／ ５ ｆ ｌ ｐｅ） ｕ— Ａ １ —ｐ ｅ ） ｎ 新的 Ｕ Ｂ ． Ｓ ２０协议则 支持 的最高传输 高速 Ｒ Ｍ用于数据缓 冲，以在传输数 低速（ ｗ ｓｅｄ数据传输 ，并能 自动 速度可达到 ４ ０ ｂ ｓ ８ Ｍ ｐ ，非常适合于大 据文件时做文件系统的缓存 区用 。 容量数据传输的系统 。Ｕ Ｂ设备支持 Ｓ
基 于Ｓ ８ １ Ｓ Ｌ １ Ｈ 的单 片机读写ｕ 的系统 实现方法， 盘 该方法可解决在便携式仪器或 嵌入式 系统上外挂海量存储设备的问题。 文中重点分析 了系统的原理及传输协议 ． ＨＳ Ｌ １ ；ＡＴ ９ ５ ；Ｕ盘 １ ８Ｓ２
述领域 的数据存储和交换提供了新的 阔 的 用 前 景 。
它是整个 系统 的核心 ，主要完 成主
可能性 ，这种技术可 以实现快速 、低
基于STC单片机的网络接口设计
方式 。通过软件可以设置网卡的Ｉ地址 、网关地址 、子网掩码等 ，并 Ｐ 且可以设定串口波特率。
１ Ｚ 一 Ｔ ＮＥ １ 模块介绍 ０
Ｚ Ｅ １Ｔ 一款嵌入式 以太网 串口数据转换模 块 ，它 内部集成 Ｎ －０ 是 了Ｔ Ｐ Ｐ Ｃ ｆ 协议栈 ，用于串口与以太网之 间的数据传输。该系列模块可 ｌ 用 于串口设备与Ｐ 机之间 ，或 者多个串 口设备之 间的远 程通信 。利 Ｃ 用它可 以轻松实现 嵌入式设 备的网络 功能。Ｚ Ｅ ｌＴ Ｎ — 【 模块 结构如 图 ｌ
２ Ｚ 一 ０ 与单片机的连接 电路设计 ＮＥ １ Ｔ
Ｚ Ｅ １Ｔ ￣ 的接 口分为两部分 ，如图２ Ｎ － ０４块 ＇ 所示 。一是模块 与门禁 系统 的串行接 口，另一是 模块与Ｐ 机 的以太网接 口。在 本系统 串口 Ｃ 转以太网接 口的设计中只需要用到图ｌ 方括号 中的六根引脚 ：Ｅ Ｘ 、 Ｔ ＋ Ｅ Ｘ 、Ｅ Ｘ＋ Ｅ Ｘ 及Ｒ Ｄ、 Ｘ Ｔ 一 Ｒ 、 Ｒ 一 Ｘ Ｔ Ｄ，若需要信号灯的指示功能也可 以连接Ｌ Ｄ Ｉ Ｌ Ｄ＿ Ｅ ＿ ，其他引脚均可悬空。 Ｅ ＿ 、 Ｅ ． 和Ｌ Ｄ ３ ２
存储开销小 ， 从而满足嵌入式系统的要求。Ｔ Ｐ Ｐ Ｃ ｆ 网络环境下的应 用 ｌ 程 序 是 通过 网 络 编 程 界面 ， 即 套接 字 ｆ ｃｅ 实 现 的 ，Ｗｉ ｏ ｓ Ｓ ｋｔ ｏ ） ｎ ｗ ｄ Ｓｃｅ ｏ ｋｔ 规范是 一套开 放的 、支持 多种 协议的Ｗｉ ｏ ｓ ｎ ｗ 下的网络 编程接 ｄ 口。在本 系统 中 ，通信 程序是基 于Ｔ Ｐ Ｐ Ｃ ｎ 开发的 ，Ｐ 机与下位机 的 ｃ 通信采用Ｗｉ ｏ ｓ ｎ ｗ 套接字 方式 ，也即ｓ ｃ ｅ 进行通信编程 。本 系统 ｄ ０ ｋ涞 采用了面向连接的协议 （ ｔａ Ｓ ｋｔ Ｓｒ ｍ ｏ ｅ ）。 ｅ ｃ Ｓ ｅｍ Ｓ ｋ ｔ ￣ 使 用Ｔ Ｐ￣ ，在服 务器端 的开 发流程 如 图 ｔａ ｏ ｅ 作 ｒ ｃ ￣ Ｃ ｔ议 ４ 所示 ：
单片机课程设计附录
单片机课程设计附录一、课程目标知识目标：1. 理解单片机的硬件结构及其工作原理，掌握相关术语和概念；2. 学会使用单片机编程软件，掌握基本的编程语法和指令；3. 掌握单片机外围电路的设计与搭建，了解常见传感器的应用。
技能目标：1. 能够运用所学知识，独立完成单片机的编程与调试；2. 能够分析实际问题，设计简单的单片机控制系统；3. 培养学生的动手实践能力和团队协作能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对单片机技术的兴趣，激发创新意识；2. 培养学生严谨、踏实的科学态度，注重实践与理论相结合；3. 增强学生的自信心，培养克服困难、解决问题的决心。
课程性质分析：本课程为单片机技术相关课程，旨在让学生掌握单片机的基本原理、编程及应用。
课程强调实践性与实用性，注重培养学生的动手能力和实际操作技能。
学生特点分析：本课程针对的学生群体为具有一定电子基础知识和编程能力的初中或高中学生。
他们对新技术充满好奇，具备一定的自学能力和探索精神。
教学要求：1. 结合教材内容，注重理论与实践相结合，提高学生的实际操作能力；2. 采用案例教学，激发学生的兴趣，培养学生的创新思维；3. 强化团队合作，提高学生的沟通与协作能力；4. 注重过程评价，及时反馈学生的学习成果，调整教学策略。
二、教学内容1. 单片机硬件结构：介绍单片机的内部组成，包括CPU、存储器、输入输出接口等，结合教材第一章内容，让学生了解单片机的基本构成和工作原理。
2. 编程语言与开发环境：学习单片机编程所需的基础知识，包括汇编语言和C 语言，使用教材第二章推荐的编程软件，如Keil uVision，进行实践操作。
- 汇编语言基础- C语言基础- Keil uVision使用方法3. 基本编程指令与语法：学习单片机编程中的常用指令，如逻辑运算、跳转、循环等，结合教材第三章内容，让学生掌握编程的基本技巧。
4. 外围电路设计与传感器应用：介绍单片机与其他电子元件的连接方法，学习传感器的工作原理及应用，参照教材第四章，进行外围电路设计和搭建。
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摘要通用串行总线USB是PC体系中的一套全新的工业标准，它支持单个主机与多个外设同时进行数据交换。
论文首先简要介绍USB的体系结构和特点，包括总线优势、协议简介、传输方式等。
这部分内容会使用户对USB有一个整体的初步了解。
接下来论文会着重介绍一个USB项目的设计过程和技术细节，即MP3的硬件设计。
其内容主要包括：采用AT89C51SND1C提供USB控制和MPEG2解码器、存储部分用16M的存储器(K9F2808U0A)存放MP3播放文件；音频转换部分是将数据流转化成声音信号并输出音频信号；前置放大部分是将MIC的信号放大，并将其转换成数字信号（A/D转换）；设计采用通过USB接口进行串口通讯；采用122×32的LCD液晶显示屏显示；论文第三章除了详细介绍MP3硬件设计外，还简要设计了相关接口程序和寄存器的技术细节，包括USB的文件存储格式、接口程序以及寄存器的配置等。
最后论文对我们初学者具有一定的参考价值，可以尽快掌握USB设备的特点，以及硬件电路设计的注意事项。
关键字：微控制器通用串行总线接口驱动程序MP3Based on 51 monolithic integrated circuits USB system designs Student：Hu Li Teacher: Jiang Cun-boAbstract：The Universal Serial Bus USB is specified to be an industry standard extension to the PC architecture. USB is a serial cable bus that supports data exchange between a host computer and a wide range of simultaneously accessible peripherals.First, the thesis describes the architecture and features of USB, including the bus attributes, the protocol definition, and so on. It tries to give developers and users a snapshot of USB.After that, the thesis will talk about how to develop the USB system, including: device hardware then the thesis describes one development and technique details of one USB project: the development of MP3. I will give you the details of the hardware and it including: make use of AT89C51SND1C which provides the USB control and the MPEG2 decoding, the memory partially (K9F2808U0A) deposits the MP3 document with the 16M memory; The audio frequency transformation part is pasts the data turns into the sound signal and the output audio frequency signal; The pre-amplification part is making the MIC signal enlargement, and transforms it the digital signal (the A/D transformation); The design uses through the USB connection carries on the serial communication; Using the 122×32 LCD liquid crystal display monitor demonstration; the third chapter of the paper besides in detail introduces the MP3 hardware design, but also briefly has designed the correlation interface routine and the register technical detail, including USB document memory form, interface routine as well as register disposition and so onFinally the thesis is very useful to USB device beginners. These can help them rapidly grasp the main feathers and important place in hardware design.Key words:microcontroller USB interface driver MP3目次摘要 (I)ABSTRACT (II)1 引言 (1)1.1USB技术 (1)1.2设计概述 (1)2 USB协议简介 (2)2.1USB技术背景 (2)2.2USB总线优势 (2)2.3本章小结 (3)3 USB设备（MP3）的硬件设计 (4)3.1设计具体要求 (4)3.2设计原理 (4)3.3硬件电路设计 (4)3.2.1 微控制器 (5)3.2.2 电源及USB接口电路 (6)3.2.3 存储部分电路 (7)3.2.4 前置放大部分 (8)3.2.5 D/A转换部分 (9)3.2.6 按键部分和LCD显示 (10)3.2.7 系统整体原理图及PCB图 (10)3.2.8 系统调试 (14)3.3本章小结 (14)4 软件驱动程序分析 (15)4.1USB的通信过程 (15)4.2寄存器的配置 (15)4.3按键和显示接口 (18)4.4本章小结 (19)5 文件存储格式分析 (20)5.1文件分配表 (20)5.2文件目录表 (20)5.3本章小结 (22)6 结论 (23)致谢 (24)参考文献 (25)1 引言1.1 USB技术为了满足用户追求高速度和高通用性的需求，以Intel公司为首于1994年推出了USB （Universal Serial Bus，通用串行总线）协议的第一个草案，用于低、中速的计算机外设。
USB可把多达127个外设同时连到用户的系统上，所有的外设通过协议来共享USB的带宽，其12Mbps的带宽对于键盘，鼠标等低中速外设是完全足够的。
在USB2.0中，USB 支持的带宽已提升到480Mbps。
USB允许外设在主机和其它外设工作时进行连接、配置、使用及移除，即所谓的即插即用。
同时USB总线的应用可以清除PC上过多的I/O端口而以一个串行通道取代，使PC与外设之间的连接更容易。
现在USB不仅是微机主板上的标准端口，而且还成为了所有微机外设（包括键盘、鼠标、显示器、打印机等）与主机相连的标准协议之一。
其主要的优点是速度高、功耗低、支持即插即用和维护方便[1]。
1.2 设计概述（1）题目：基于51单片机的USB系统硬件设计（2）设计内容要求：该设计包括USB系统的软件和硬件设计及通讯协议的分析。
我负责的是硬件设计部分。
设计一个带USB接口的MP3，该MP3除能播放音频文件外，还具有录音、液晶显示等功能。
硬件设计包括MP3的电路设计、显示和按键接口驱动程序以及文件的存储格式等。
2 USB协议简介2.1 USB技术背景传统的计算机外部设备一般使用并口或串口与计算机相连。
这两种端口已使用多年，物理层的协议也已经相当成熟。
但仍然无法满足目前计算机设备不断提高的速度和使用要求。
但USB具有速度高、成本低、功耗低、支持即插即用和使用维护方便等优点。
在协议成熟以后，迅速地占领了计算机低、中速外部设备的市场，大有取而代之之势[2]。
2.2 USB总线优势USB总线的主要优势体现在以下几个方面：速度、总线拓扑体系、即插即用、低功耗、标准接口和外设。
论文将从这五个方面简要介绍USB协议内容和特点：1) USB的速度在USB1.1规范版本中，USB支持两种总线数据传输率：一种是在全速模式下的12Mbps，另一种是低速模式下的1.5Mbps。
引入低速模式主要是为了降低对速度要求不高的设备的成本，比如鼠标、键盘等。
在USB2.0版本中，USB支持了一种新的总线数据传输率；在高速模式下的480Mbps。
这个速度较全速和低速设备而言是一个飞跃。
2) USB的总线拓扑体系整个USB总线拓扑体系由三个元素组成：主机、集线器和设备。
在目前的PC应用中，PC就是主机和根集线器，用户可以将外设或附加的与之相连，这些附加的Hub可以连接其他的外设以及下层Hub。
在USB1.1规范版本中，USB在一个拓扑网络中支持最多4个Hub层以及127个外设[4]。
3) USB的即插即用USB采用四线电缆来传输信号与电源。
USB的结构使USB设备在插上时，首先接触的是信号线，然后才是电源线；而在向外拔时，由于电源线较短，所以首先被切断，而后才是数据线。
这对整个系统及USB设备都没有影响，所以可以热插拔。
即插即用这一特点在使用上极其方便，这是USB最吸引用户的地方。
4) USB的低功耗USB协议规定：如果总线供电设备在3ms内没有进行总线操作，则设备自动进入挂起状态。
而挂起的设备从总线上吸收的电流必须小于500μA。
实际上协议规定的500μA，包括了主机端15KΩ的电缆终端匹配电阻的电流（通常为220μA），所以对于使用总线电源的设备而言，进入挂起状态通常便意味着设备的总电流功耗不会超过280μA，这个功耗值是很低的。
5) USB的标准接口和外设USB协议体系中的外设都是非常标准的，从底层的物理和电气特性，到上层的软件协议、数据通讯，都有明确的定义。
USB将设备和主机都看作不同的对象，而这些对象又是由不同的模块和子模块组成的。
就这样USB根据设备和主机各部分的功能和实现的不同，将整个USB系统划分成了很多的层次和模块[2]。
2.3 本章小结本章简单介绍了USB的基本结构和原理，初步了解了USB接口。