USB接口在单片机通信中的设计应用论文.doc

USB接口在单片机通信中的设计应用毕业论文 目录 0 引言 1 0.1 选题现状、研究意义以及发展趋势 1 0.2 系统实现功能 2 1 USB技术 4 1.1 USB总线概述 4 1.1.1 USB总线简介 4 1.2.2 USB总线的优点 4 1.2 USB协议简介 5 1.2.1 USB物理体系结构 5 1.2.2 USB设备逻辑结构 6 1.2.3 USB传输类型 8 1.2.4 USB低层通信协议 8 1.3 USB接口技术 10 2 系统硬件电路设计 11 2.1 设备电路系统概述 11 2.2 51系列单片机最小系统 11 2.2.1 AT89S52单片机的介绍和选用 11 2.2.2 AT89S52与PDIUSBD12构建的最小系统 15 2.2.3 AT89S52和外围器件 16 2.3 PDIUSBD12外围电路及其与单片机的连接设计 17 2.3.1 PDIUSBD12介绍 17 2.3.2 USB外围电路及其与单片机连接 21 2.4 扩展功能电路的设计 22 2.4.1 PS/2串行接口的扩展设计 23 2.4.2 Flash存储器的扩展设计 23 2.4.3 LPT并行接口的扩展设计 25 3 系统软件设计 27 3.1 固件程序的设计与实现 27 3.1.1 描述符 27 3.1.2 固件程序的结构 29 3.2 驱动程序的设计与实现 32 3.2.1 驱动程序概述 32 3.2.2 WDM设备驱动程序结构 33 3.2.3 驱动程序开发的工具软件 33 3.2.4 用Win Driver开发驱动程序 34 3.3 系统应用程序开发 35 3.3.1 应用程序的实现的功能 35 3.3.2 利用Win Driver实现应用程序 35 4 系统调试 37 4.1 系统硬件测试 37 4.2 系统软件调试及系统测试 37 结论 39 致谢语 40 参考文献 41 附录一：原理图 42 附录二：程序 43 附录三：英文原文 53 附录四：英文译文 63 0 引言 0.1 选题现状、研究意义以及发展趋势 USB（Universal Serial Bus）即通用串行总线，是现在非常流行的一种快速、双向、廉价、可以进行热插的接口，在现在的每一台PC机上都可以找到一对USB接口。USB是近年来应用在PC领域的新型接口技术,是一些PC大厂商,如 Microsoft、Intel等为了解决日益增加的PC外设与有限的主板插槽和端口之间的矛盾而制定的一种串行通信的标准,自1995年在Comdex上亮相以来至今已广泛地为各 PC厂家所支持。现在生产的PC几乎都配备了USB接口,Microsoft 的Windows98、NT以及Linux、FreeBSD等流行操作系统都增加了对 USB的支持之前个人电脑的外部接口规格十分繁华，例如键盘要接AT口或PS/2的接口，鼠标要接COM口或PS/2接口，Modem要接另一个COM口打印机要接Parallel Port(并口)，而摇杆则要跟MIDI装置共抢Game/MIDI口每个外设都是这样单独地与电脑连接。如果各位绕到电脑背后看看，一定可以看到一堆惨不忍睹的纠结现象，这正是USB想解决的一个问题。 　　除了线路紊乱与安装模糊混淆外，这些线路都是不可以随意插拔的，必须在开机前装好才能正常使用。如果在电脑工作期间插上或拔出，虽然有时电脑还是可以继续工作，但大多数时候电脑会停止响应，或是插入的装置无法工作，甚至死机，严重的还会烧坏主板接口。USB就是要解决上述这些问题，它是一种新规格的外接串联口，提出该规格的厂商希望用USB来取代现有种种的外接设备接口。它还具备连接单一化、软件自动侦测以及热插拔的功能，也就是说，在电脑不关机的情况下，就可以将设备连接到电脑上或是将设备从电脑上拔下来拿走。在操作系统的支持下，还可以不用干预自动安装驱动程序，可以说是做到了真正的即插即用。随着大量支持USB的个人电脑的普及，USB逐步成为PC机的标准接口已经是大势所趋。几乎三年内生产的主板都有2个或以上的USB标准接口，支持USB的外设越来越多，像USB键盘和USB鼠标、USB调制解调器、USB音箱 、USB打印机、USB扫描仪、USB游戏杆、USB Hub、USB显示器、USB数码相机、USB摄像头、USB硬盘等等设备。现在