基于单片机的USB主从机的设计与实现

发布时间：2020-04-28 21:21

【摘要】： 随着总线和接口技术的发展,在工业场合如何更加可靠、快速、便捷地进行数据传输成为该领域通信的研究重点之一。而USB技术以其高速、可靠、通用性强等一系列特点在过去的十多年时间里发展迅猛,而USB OTG技术的诞生,使得两USB设备在没有PC参与的情况下进行数据传输成为可能。 本文通过搭建以16位微处理器MSP430F149为核心控制芯片、ISP1362为USB接口芯片的硬件平台,分别实现了USB部分主机和从机功能,使之能进行USB数据的存储与交换。本文完成以下工作: 首先,认真研究USB协议,深入理解USB通信的基本概念和传输方式等内容。仔细分析USB Mass Storage类协议,并讨论了采用BULK-ONLY传输实现Mass Storage类协议的方法,并对SCSI指令集等进行了深入的剖析。 其次,根据要求,设计出由控制、接口、数据存储、过流保护与供电切换电路等硬件模块组成的系统,在ALTIUM 2004软件上完成原理图的设计和PCB图的布局、布线,并完成硬件调试工作。 再次,在已构建的硬件平台上,针对ISP1362 USB接口芯片的主/从机功能,分别设计了USB主机和从机的固件程序。利用IAR Workbench、BusHound等软件进行固件程序的调试,最终USB主机可对U盘进行检测、识别与配置;USB设备实现了USB设备的基本功能,能够被Windows XP操作系统识别,与PC机之间实现数据的批量传输。 最后,用DriverWorks软件包的Driver Wizard生成驱动程序框架,并利用Windows DDK和VC++等软件进行驱动程序的编译,最终生成基于Windows操作系统的WDM型USB设备驱动程序。 通过对USB通信协议的研究,本人成功地构建了以MSP430F149和ISP1362为核心的硬件试验平台,并在此平台上进行USB主机、从机通信试验。经测试表明,PC机能检测、识别、读写USB设备,其读取与写入速度分别为560KB/s和312KB/s。而主机能识别、配置接入的U盘。
【图文】：

移动设备间的互连和数据交换。OTG 的最大特点在于，可实现 OTG 设备之间点对点的通信[3][5]。进行点对点通信的双方仍跟一般 USB 通信一样，有一方担任主机的角色，一方担任从机设备的角色。具有 OTG 功能的设备，可以根据接入设备的特性和数据传输的具体情况而自动切换主机或从机的身份，完成数据的传输。因此，OTG 设备也可称为双角设备。

图 2-4 SETUP 事务处理格式[2] 可选数据阶段顾名思义，这一步骤是可选的。当有数据传输时，，该数据阶段将包括1个或者多个IN/OUT事务。这些事务的作用就是传输 USB 定义格式的数据，数据的传输方向和长度也都在初始设置阶段确定。不同的请求，其数据传输的方向和长度亦不同。当数据阶段发送或接收的数据量大于建立阶段所规定的数据量，则返回 STALL 握手包。在控制事务的数据阶段种返回STALL 握手包，则该控制事务将不经历状态阶段，见图 2-5。出错ACK空闲DATA0数据包握手包
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：TP334.7;TP368.12

【引证文献】

相关硕士学位论文 前4条

1 闵浩;基于单片机的USB接口电路及其在数据通信中的应用[D];武汉科技大学;2011年

2 戴丽莉;基于ARM的嵌入式USB主机系统的研究[D];哈尔滨理工大学;2011年

3 黄樱;嵌入式系统中USB HOST技术研究与实现[D];中南大学;2008年

4 顾雷雷;基于USB的通信与接口驱动的研究[D];合肥工业大学;2010年

本文编号：2643879