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基于单片机的ＵＳＢ传输系统的设计与实现

林华

（长江大学计算机科学学院，湖北荆州４３４０２３）

摘［要］本文介绍了一种基于ＳＬ８１１１ＨＳ芯片及单片机的ＵＳＢ传输系统；系统由单片机、ＵＳＢ接口控制器、高速ＲＡＭ、

串口等设备组成；首先分析了ＵＳＢ系统的通信协议，然后介绍系统的硬件设计，最后介绍系统的软件实现过程。

［关键字］单片机；ＵＳＢ；ＳＬ８１１１ＨＳ

（３）数据流模型

ｉ．引言

端点（Ｅｎｄｐｏｉｎｔ）：端点实际上是设备硬件上具有一定大

随着ＵＳＢ接口的广泛的应用，ＵＳＢ外设的种类不断丰小的数据缓冲区。ＵＳＢ系统中，每一个端点都有唯一的地址，

富，应用领域也不断扩大。在传统的应用中，ＵＳＢ接口应用仅这是由设备地址和端点号给出的。而设备的大小、属性等在

仅局限在Ｐｃ机与各种外设之间，而外设与外设之间却无法设备出厂时由厂家定义。所以，每一个ＵＳＢ设备在主机看来

利用ＵＳＢ接口进行通信。但是随着嵌入式产品应用领域的就是一系列端点的集合，主机通过端点与设备进行通信。

日益增长，ＵＳＢ外设的应用需求不断扩大，在单片机上应用管道（Ｐｉｐｅ）：管道就是主机与设备端点之间的连接。管

ＵＳＢ外设已成为大势所趋。道就是数据传输的通道，代表了主机的数据缓冲区与设备端

２．ＵＳＢ系统的通信协议的分析点之间交换数据的能力。设备被配置后，端点就可以使用了，

因此管道就存在了。

ＵＳＢ协议中最为复杂的是底层数据通信结构的内容，其

数据传输过程：在Ｐｃ上，设备驱动程序通过调用ＵＳＢ驱

中包括了最基本的数据传输单元、数据传输类型、数据流模

动程序接口ＵＳＢＤＵＳＢ（ＤｒｉｖｅｒＩｎｔｅｒｆａｃｅ），发出输入输出请

型等。

求包ＩＲＰ这样，在ＵＳＢ驱动程序接到请求之后，调用主控制

（１）数据传输的基本单元

驱动程序接口ＨＣＤＨ（ｏｓｔＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒＤｒｉｖｅｒＩｎｔｅｒｆａｃｅ），

“包”，是ＵＳＢ最基本的数据单元，每个包，基本上包含了

将ＩＲＰ转化为ＵＳＢ的传输。当然，一个ＩＲＰ可以包含一个或

一个完整的ＵＳＢ信息。按照包在整个ＵＳＢ数据传输中的作用

多个ＵＳＢ传输。接着，主控制驱动程序将ＵＳＢ传输分解为总

不同，包可以分为３类：令牌包、数据包和握手包。

线事务，主控制器以包的形式发送给设备。

（２）ＵＳＢ的数据传输类型

以包为基础，传输和同步传输ＵＳＢ定义了４种数据的传３．系统硬件设计

输类型：控制传输、中断传输、批量传输和同步传输。