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基于STM32处理器的USB通信设计

王太晓;林晓焕;周静雷

【摘要】Atpresent,theUSBcommunicationinterfacehasbeenwidely

used.Fortheloudspeakerpowertestsystem,aUSBcommunication,using

theSTM32asmicroprocessor,basedonthecommunica-tionbetweena

STM32andaPCwhichisappliedwellintheloudspeakerpowertest

system,isintroducedinthispaper.Thedesignshowsthatthehardware

designiscompactandapplicable,theenumerationprocessisclearandthe

debuggingprocessissimpleandrapid.%目前USB通信接口已经得到了广泛

应用。为了配合扬声器功率测试系统，以STM32微处理器为基础，介绍了一种基

于STM32与PC机之间的USB通信方式，并且在扬声器功率测试系统中得到了

很好的应用。该设计简洁实用，枚举过程清晰，调试过程更是简单快速。

【期刊名称】《微处理机》

【年(卷),期】2015(000)001

【总页数】4页(P25-28)

【关键词】STM32微处理器;USB通信;扬声器功率测试系统

【作者】王太晓;林晓焕;周静雷

【作者单位】西安工程大学电子信息学院，西安710048;西安工程大学电子信息

学院，西安710048;西安工程大学电子信息学院，西安710048

【正文语种】中文

【中图分类】TP336

上位机软件通过USB接口［1］与扬声器功率测试仪进行双向通信。上位机向测

试仪发送控制信号，STM32接收上位机指令并对测试仪各模块进行相应控制，同

时测试仪通过USB通信向上位机回馈执行结果。

USB为通用串行总线（UniversalSerialBus）的缩写，具有支持热插拔、接口简

单便于携带、传输速度快、标准统一、扩展方便、兼容性好等优点，现已广泛应用

到工业，民用等各个领域。

设计采用了一款由意法半导体公司生产的采用Cortex－M3内核的

STM32F103R8T6芯片，该芯片具有以下特性［3］：

（1）最大工作频率72MHz。

（2）64KB字节Flash（程序存储器）。

（3）20KB字节SRAM（运行内存）。

（4）2.0V～3.6V供电电压，I/O口能够兼容5V电平。

（5）拥有丰富的通信接口。

设计中并没有引入嵌入式实时系统，系统资源消耗较少，STM32F103R8T6内部

自带的FLASH、SRAM足够满足设计要求。STM32芯片内部集成了USB外设，

大大减轻了USB电路的设计负担。不仅使设计成本和开发难度进一步变低，而且

设备通信稳定度也有提高。另外为保证USB通信质量，在电路中加入AD公司的

USB数字隔离器ADuM4160［4］，该芯片兼容USB低速和全速设备，能够在环

境嘈杂的测试场所保证通信质量［5］（见图1）。

ADuM41601是一款USB端口隔离器，它将高速CMOS工艺与单片空芯变压器

技术相结合，可提供优异的工作性能，并且很容易与低速和全速USB兼容外设集

成。

许多微控制器实施的USB只向外部引脚提供D＋和D－线路。这在许多情况下都

符合需求，因为它仅需极少的外部器件，并简化了设计；不过，当需要隔离时，这

会带来难题。USB线路必须在主动驱动D＋/D－、接收数据与允许外部电阻设置

总线空闲状态三者之间自动切换。ADuM4160结构既可以检测数据流向，又能够

控制输出缓冲的状态。数据流向根据一个个分组确定。

ADuM4160将基于边沿检测的iCoupler技术与内