嵌入式usb主机系统研究与应用设计

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1、华中科技大学硕士学位论文嵌入式USB主机系统研究与应用设计姓名：王国强申请学位级别：硕士专业：通信与信息系统指导教师：卢益民20060501摘要从USB问世，到协议规范2.0版本，USB在不断自我完善，并走向成熟。从普通计算机用户，计算机工程师，到硬件芯片生产厂商，都已经完全认可了USB。但是，随着USB应用领域的逐渐扩大，人们对于USB的期望也越来越高，希望USB能应用在各种计算机领域中，尤其是在移动数据领域中，使得USB能应用在没有PC的领域中，实现USB系统嵌入化。USB系统以主机为核心，几乎所有的USB总线活动都由主机

2、发起，所以USB主机的开发是实现嵌入化的关键。课题正是基于此目的而开展的。本论文以地震测量数据采集系统为背景，致力于嵌入式USB主机系统的设计和实现。一个重要思路就是将USB主机系统作为一个模块嵌入到其它的应用系统中，以取代的传统的串口和并口，实现数据的移动存储。系统设计注重其移植性，使之能方便地集成到其它系统中。论文整体上分为三大部分。文章首先讨论了USB系统的工作原理，介绍其系统基本架构和通信协议，分析USB数据通信的数据结构，如域、包、事务和传输等。了解USB的基础知识后，文章第二部分是嵌入式USB主机系统的总体设计，设

3、计方案基于USB主机系统的模型和实际应用中的考虑要素。文章的第三部分是主体，详细地说明了基于单片机C8051F021和USB主机控制芯片SL811HS的USB主机系统的硬件设计和软件设计。本文为其他USB技术的开发提供了设计参考，为USB总线的深入学习打下了良好的基础。关键字：嵌入式USB主机，C8051F021，SL811HS，数据采集系统IAbstractUSBtechnologyhasbeengreatlyimprovedfromspec1.1tospec2.0sinceitcameoutin1990s.Ithasbee

4、nacceptedbytheusersfromallwalksoflife.Withtheextensionofitsapplications,usersexpectUSBtobeembeddedintoothercomputerapplicationsystemstoworkinthesituationwithoutPC,especiallyinthemovingdatafiled.USBsystemconsistsofUSBhostandUSBdevice.Thehostisthecenter,bywhichalmosta

5、llofbusactivitiesarestarted.Thus,theUSBhostisthekeypointastotheimplementofembbedUSBsystems.ThisdissertationisdedicatedtothedesignandimplementofUSBhostinthebackgroundofSeismicDataAcquisitionSystem.OneoftheimportantconsiderationsistomaketheUSBhostamodulewhichiscapable

6、ofintegratingeasilywithotherapplicationsystemsinplaceoftraditionalparallelinterfacesandserialinterfaces.ThedissertationfirstintroducesthemechanisemoftheUSBsystem,nextpresentsaschemeoftheembeddedUSBhostsystemforDataAcquisitionSystems,usingC8051F021MCUandSL811HSUSBhos

7、t/slavecontroller.Andatlast,itdetailsthehardwaredesignandsoftwaredesign.ThedissertationprovidesareferenceforotherapplicationsofUSBtechnologyandcanbeofhelpforthestudyofUSBfurther.Keywords:embeddedUSBhost,C8051F021,SL811HS,DataAcquisitionSystemII独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在

8、导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论