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嵌入式系统设计USB接口实验 嵌入式系统设计USB接口实验 PAGE 嵌入式系统设计USB接口实验 昆明理工大学信息工程与自动化学院学生实验报告 （ 2011 —2012 学年 第 2 学期 ） 课程名称：嵌入式系统设计 开课实验室：信自楼443 2012年4月 19 日 年级、专业、班 计科xx 学号 Xxxxxxxxxxxx 姓名 Xxxx 成绩 实验项目名称 USB接口实验 指导教师 Xx 教师评语 该同学是否了解实验原理： A.了解□ B.基本了解□ C.不了解□ 该同学的实验能力： A.强 □ B.中等 □ C.差 □ 该同学的实验是否达到要求： A.达到□ B.基本达到□ C.未达到□ 实验报告是否规范： A.规范□ B.基本规范□ C.不规范□ 实验过程是否详细记录： A.详细□ B.一般 □ C.没有 □ 教师签名： 年 月 日 实验目的 1、了解USB接口基本原理。 2、掌握通过USB接口与PC通讯的编程技术。 实验原理 1．USB基础介绍 通用串行总线协议USB（Universal Serial Bus）是由Intel 、Compaq、Microsoft等公司联合提出的一种新的串行总线标准，主要用于PC机与外围设备的互联。 USB支持三种设备传输速率：低速设备 Mb/s、中速设备12 Mb/s和高速设备480 Mb/s。其主要特点是： 支持即插即用。②传输速度快。③连接方便。④独立供电。⑤成本低。 2．USB的组成 USB规范中将USB分为以下五个部分： 控制器（Host Controller）：负责执行由控制器驱动程序发出的命令。 控制器驱动程序(Host Controller Driver)：在控制器与USB设备之间建立通信通道。 USB芯片驱动程序(USB Driver)：提供对USB芯片的支持和固件（Firmware）的支持。 USB设备(USB Device)：与PC相连的USB外围设备。 设备驱动程序(Client Driver Software)：驱动USB设备的程序。 3．USB的传输方式 针对设备对系统资源需求的不同，在USB规范中规定了四种不同的数据传输方式： 同步传输 (Isochronous) ：以固定的传输速率，连续不断地在主机与USB设备之间传输数据，在传送数据发生错误时，USB并不处理这些错误，而是继续传送新的数据。 中断传输 (Interrupt)：用于较小数据量传送，但它处理及时，实时性好。 控制传输(Control)：用于主机到USB设备的数据传输，包括设备控制指令、设备状态查询及确认命令。 批量传输(Bulk)：此方式不能保证传输的速率，但可保证数据的可靠性，当出现错误时，会要求发送方重发。 4．USB设备开发 USB设备开发包括硬件电路设计和软件设计两部分内容，其中软件部分又包括USB芯片驱动程序和应用程序两部分。 USB设备在硬件上通过USB芯片实现。基于硬件资源，用USB芯片驱动程序来实现USB的功能。 5．USB电路设计原理 Embest S3CEV40实验系统的USB接口模块采用美国国家半导体公司的USBN9603 USB控制器，该控制器是全速USB节点器件，完全兼容，通信规范。实验系统中USBN9603与S3C44B0X处理器的连接图如图1-6所示。S3CEV40的电路设计中采用非复用的8位并行总线模式。该模式中没有使用DMA方式。因此DACK接高电平。CPU通过译码器生成的片选信号CS1对USB控制器进行选通，USBN9603通过EXINT0对CPU发出中断请求。 6．USB设备驱动程序设计 ① USB读写 Embest S3CEV40的USB控制器用户寄存器有两个：只写内部地址寄存器和可读/写数据检测器。内部地址寄存器的地址为0数据寄存器的地址为0 对USB控制器进行读操作（包括读USB内部寄存器及数据）时，第一步是设置USB6位宽的内部地址寄存器，指明将要从USB某个内部地址读一个字节，第二步是从数据寄存器读出8位宽的数据。 对USB进行写操作类似读操作，第一步同样是设置USB的内部地址寄存器，指明将要写一个字节数据到USB内部某个地址中去,第二步是向数据寄存器写入8位宽的数据。 ② USB中断 USB控制器中断请求引脚连接S3C44B0X外部中断引脚EXINT0，对应的中断向量为0。初始化USB中断的步骤如下： a) 初始化中断控制器的I