【基于单片机的USB接口设计9300字】.doc

基于单片机的USB接口设计

摘要

随着生活条件和科学技术水平的提升，人们对于数据传输的监测需求越来越大，传统数据通信方式普遍依赖于线缆传输，传输速率低下，浪费人力成本，同时存在人为疏忽的风险，数据的不准确性，数据的传输时效性也存在滞后。因此，采用单片机技术的USB接口设计顺势而生，实现了数据的发送和接收，提升了数据通信的智能化水平。

本设计以AT89C51单片机为控制核心，设置主机端和从机端，主机和从机之间使用串口进行通信，模拟USB接口通信，通过矩阵键盘作为数据输入部分，当从机端的指令按键按下时，单片机将数据通过串口网络传输至主机端，主机端驱动LCD1602显示屏显示指令数据，同时驱动主机端的LED灯亮起，代表数据接收成功，同时主机端也能作为数据发送模块，通过串口将按键指令传输至从机端进行显示，实现数据的双向通信，具备很大的市场效应和投资价值。

关键词：USB接口设计；AT89C51单片机；串口网络；LCD1602

目录

TOC\o1-3\h\z\u15005摘要 I

24346Abstract II

9961绪论 1

305191.1研究背景及意义 1

184441.2国内外研究现状 1

87211.3主要研究内容 2

19581.4论文结构 2

123992系统整体方案 4

194962.1方案论证 4

3759主控芯片选型 4

15927液晶显示模块选型 4

25010按键模块选型 5

232272.2总体设计方案 5

61833硬件系统设计 7

116443.1AT89C51单片机控制模块 7

28452晶振电路 8

9700复位电路 8

19568电源电路 9

324073.2液晶显示模块 9

92603.3矩阵按键模块 10

140803.4串口通讯模块 11

32623.5LED灯指示模块 11

220174软件系统设计 12

315384.1开发工具 12

100864.2系统主程序流程图 12

131544.3子程序设计 13

29144LCD液晶显示子程序 13

4775按键扫描子程序设计 14

20821串口通讯程序设计 15

207155系统调试 17

6345.1仿真 17

29510仿真工具介绍 17

3370仿真测试过程 17

175545.2仿真结果分析 19

290106结论与展望 20

20182参考文献 22

13269附录 24

2546附录1总仿真图 24

1217附录2源程序代码 25

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1绪论

1.1研究背景及意义

21世纪的到来，计算机网络和通信技术正逐渐的取代原始落后的沟通渠道，不管是日常生活还是工作沟通中，这已经成为不可缺少的工具。一个国家的综合实力增强，科学技术的研发是首当其冲的，不论是自主研发或者是国际引进的，最终都将为社会带来效应，对于推动智能通信系统的发展也有重大意义。

众所周知，USB设备在日常生活中使用非常频繁，且支持热拔插，使用非常方便，USB通信协议在全世界都非常流行，人们对于数据传输的监测需求越来越大，进一步推动了USB通信系统成为了日常焦点话题之一。传统数据通信方式普遍依赖于线缆传输，传输速率低下，不仅效率得不到保障，而且浪费了大量的人力成本，同时存在人为疏忽的风险，造成数据的不准确性，数据的传输时效性也存在滞后。在现阶段快节奏的生活方式，数据的准确性和实时性是非常重要的，人工采集的传统方式显然与之相悖论，不符合人们对于智能通信系统的需求。

因此，采用单片机技术的USB接口设计也就顺势而生，实现了数据的发送和接收，提升了数据通信的智能化水平，有助于改善人们的通信体验，具备很大的市场效应和投资价值。

1.2国内外研究现状

早在20世纪80年代，智能通信系统的概念就已经深入人心，USB通信系统产品在欧美国家发展历史悠久，一批科学家最先参与该领域研究，1984年，第一个智能通信系统产品诞生于美国，开启了智能通信系统结合电子技术的道路，更多的欧美国家也投入到该领域研究，USB通信系统朝着智能化、无线化、多样化的方向发展，含日本在内多个亚洲国家也发布了这方面的先进产品，引起了国内外研究学者的关注。

在我国，智能通信系统的普及度还不及国外水平，设计智能化水平相比于国外必威体育精装版的技术研究有一些滞后，但随着这两年互联网企业的大力资金投入，取得了突飞猛进的成果，部分产品已经领先于国外水平。我国的USB通信系统发展水平相比于国外还比