基于arm的usb转存系统设计

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1、山东建筑大学信电学院课程设计说明书1设计目的本设计要求实现一个能将采集的数据通过USB接口转存的系统。该系统的ARM负责数据的采集和运算处理，采集数据可以根据自己的需要假定（如温度、流速等），处理结果通过USB口送计算机显示分析。通过USB送计算机的方式自己选择，可以使通过U盘转存，也可以是使ARM系统本身就是一个USB从设备，之际接到计算机的USB主机接口上进行通信。根据设计题目的要求，选择确定ARM芯片型号、USB控制芯片型号，完成系统硬件设计，实现数据转存。15山东建筑大学信电学院课程设计说明书2设计要求根据所给出的已知参数，对输入信号特征进行分析，同时进行需求分

2、析，跟据分析的结果，选择确定ARM芯片，USB控制器芯片型号，完成系统硬件设计。画出原理图后，根据硬件设计的结果设计系统的软件流程。15山东建筑大学信电学院课程设计说明书3设计内容3.1ARM与USB的特点3.1.1ARM的特点嵌入式系统是一种“完全嵌入到受控器件内部，为特定应用而设计的专用计算机系统”。一个嵌入式系统装置一般都由嵌入式计算机系统和执行装置组成，嵌入式计算机系统是整个嵌入式系统的核心，由硬件层、中间层、系统软件层和应用软件层组成。执行装置也称为被控对象，它可以接受嵌入式计算机系统发出的控制命令，执行所规定的操作或任务。ARM（AdvancedRISCMa

3、chines）处理器是Acorn计算机有限公司面向低预算市场设计的第一款RISC微处理器。更早称作AcornRISCMachine）。当前ARM体系结构的扩充包括：1、Thumb16位指令集，为了改善代码密度；2、DSPDSP应用的算术运算指令集；3、Jazeller允许直接执行Java字节码。4、ARM处理器系列提供的解决方案有；5、无线、消费类电子和图像应用的开放平台；6、存储、自动化、工业和网络应用的嵌入式实时系统；7、智能卡和SIM卡的安全应用。ARM处理器的三大特点是：耗电少功能强、16位/32位双指令集和合作伙伴众多。具体如下：1、体积小、低功耗、低成本、高

4、性能2、支持Thumb（16位）/ARM（32位）双指令集，能很好的兼容8位/16位器件；3、大量使用寄存器，指令执行速度更快；4、大多数数据操作都在寄存器中完成；5、寻址方式灵活简单，执行效率高；6、指令长度固定。3.1.2USB的特点USB(通用串行总线)协议是一些PC大厂商为了解决日益增加的PC外设与有限的主板插槽之间的矛盾而制定的一种串行通信标准。USB接口是一个快速的、双向的、同步的、低成本的、动态的串行连接接口，支持主机和并发存取外设之间的数据交换。所连的外设通过主机调度和基于令牌的协议共享USB带宽。USB15山东建筑大学信电学院课程设计说明书的主要优点有

5、:1、传输速度快，USB1.1总线协议规定的最高传输速度为12Mb/s，比一般的PC机外置端口都快，而在USB2.0总线协议里，定义的最高传输速度已经达到了480Mb/s，可以满足包括视频设备在内的多种外部设备数据传输的需要；2、设备配置和安装容易，所有的USB设备支持热拔插，系统对其进行自动配置；3、能够采用总线供电，总线可以提供最多500mA的电源，对于一般的小型外设可以通过总线供电，不需要外部电源；4、易于扩展;；5、使用灵活，USB共有4种传输模式:控制传输、同步传输、中断传输、块传输，以适用不同的设备的需要；6、容错性强，USB协议规定了对各种可能遇到的错误的

6、处理和恢复机制，保证了数据传输的正确性，同时，对设备的热拔插处理迅速且不影响系统的正常工作；7、实现成本低，USB对系统与PC的集成进行了优化，适合于开发低成本的外设。不同的USB传输速率有不同的应用，其具体应用如下表所示：类别应用特性低速交互设备10-20kbps键盘，鼠标，游戏杆低价格，热拔插，易用性全速电话、音频、压缩视频500kbps-12MbpsISDN、PEX、POIS低价格、热拔插、易用性、限定带宽和延迟高速视频、磁盘音25-480Mbps视频处理、磁盘高带宽、限定延迟、易用性15山东建筑大学信电学院课程设计说明书3.2接口方案设计利用ARM的强大的数据处

7、理功能,可以将采集到的数据经过ARM进行快速复杂的处理,传输给USB控制器,接着由后者驱动USB接口以将数据传给外部器件；USB控制器通过USB接口接收外部器件传来的信息,然后再把它们转发给信号处理系统。结构框图如图1所示。控制系统ARMUSB控制器USB接口外部器件图1信号处理系统的USB接口扩展框图3.3各部分芯片选择与设计3.3.1USB控制器芯片1、芯片选择此次设计为基于ARM的USB数据转存系统的设计，根据实验设计的各项参数与设计要求，我们选择SL811HS为这次设计中所要用的USB接口控制器。2、芯片性能SL811HS是一个嵌