基于嵌入式arm9的usb设计与实现

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1、基于嵌入式ARM9的USB设计与实现作者：王平施文灶黄唏江华丽來源：电子系统设计点击数：1157更新时间:2009-8-17您可以添加到网摘让更多人关注此文章：沒浇今HFftC引言USB(UniversalSerialBus)是通用串行总线的缩写，因其-具有方便易用，动态分配带宽，容错性优越和高性价比等特点，现己成为计算机的主流接口。随着嵌入式系统的广泛应用，各种小型终端需要开发出与外界联系的USB接口。IT前,常用的技术有两种。基于单片机的USB接口，特点是需要外置芯片，电路复杂，留下的CPU资源不多；基于ARM的USB接口，特点是资源丰富，但

2、ARM系列产品较多，如果选型不当，还需要搭接较多的外围电路，且不能很好地发挥CPU性能。该设计采用三星公司ARM9核的S3C2440A芯片作为CPU,因为该芯片内部集成了控制USB的所有部件，外围电路简单，易于实现。1S3C2440A特点S3C2440A的CPU部分主要集成了电源模块、复位和时钟模块、触摸屏和小键盘模块、程序存储器和数据存储器模块。同时提供如下丰富的外围接口：同步存储器(SDRAM)和NANDFLASH控制接口，可扩展到1GB的存储的空间；4个DMA通道和24个中断端口;能控制STNLCD和TH液晶屏显示，支持触摸屏功；USB接口

3、A型和B型各一个；3个串行口、I2C,SPI,I2S等接口；带AC97咅频接口；具备SD卡、数码相机接口和网络接口。J(X，5VUSBUSBPortVUSB?<>JuDP,■1■二f"22kQhL2712315kQ315kQ4470kQVbusD-D、GNDBIs5X-VbusD-l)+GNDrtrPnrt图1USB接口电路原理S3C2440A还具备多种工作模式，管脚为17X17方型分布，横向从左1到右17编号，纵向从下A到上U编号，分类为A1〜A17,B1〜B17,C1〜C17依此类推到U1〜U17。这些管脚所对应的功能并不是惟一的，通常只要使

4、能变化，S3C2440A就能实现不同的控制功能。该设计涉及到的S3C2440A,其管脚如表1所示分为3类。表1实现设计电路用到的S3C2440A管御IJSB接口所用的管脚串口电路用到的管脚管脚对电压的要求PinNumberPinNamePinNumberPinNameS3C244OA芯片的管脚对电A要求不同•可以分为1.2V，3.3V.U地3类NilDPOK13TXDO电压養求•T脚名称N12DN1/H)NOK14RXDO1.2VJ17G4FIE16B1IA10A6A1M13U11TRT6U1L2J2A16N16U2P12I)N0LI7nRTSO

5、3.3VB6MB12BI4F17C1B16U14DPI/POPoKllnCTSO技地T14F2A3MA12C17G17M17K1K1TiU4U7U10B1D17D16A15AllA7A5N1U9U15(iiHllBIOl＜】7K2BI3U32.2串口电路串口在该设计中的作用是通过计算机加载USB驱动程序，原理如图2所示。图2串口电路房理图2.3电源电路巾于S3C2440A芯片的管脚对电压提出了不同要求，所以需要完成电源的变压，其原理如图3所示。IX>>IXil.ruir5V.h,'r3V‘r.vr12V.^-5V图3电源变化电路原茂图3驱动程序的

6、研究按USB接口，其设备结构可分为USBHost(主机)和USBDevice(外部设备)。USB主机控制USB设备进行通信，而主机与主机之间，或USB设备与USB设备之间是不能通信的。3.1USB主机USB主机的功能通常包含以下儿个部分：验证USB设备是否安插好或拔除；控制USB主机与设备两者中的数据流；返回USB主机的所显状态。USB系统软件由以下3个部分组成：主机控制器驱动(HCD)、LSB驱动(USBD)、主机软件(HostSoftware)。主机控制器所具备的功能如表2所示。HCD和USBD包含基于不同抽象层次的软件接口，两者以一定的方式

7、协同完成任务，用以实现USB系统的功能。它们的任务差别没有具体定义，然而HCD要具备的一项功能就是必须支持多种不同主机控制器芯片。在一些操作系统中，当系统必须实现某些基本功能时，可由HostSoftware实现。表2主机控制器功能功能栖述状态处理作为主权的一部分，主机控制器报告和管茂它的状态氺行化与反氺行化对于从主机愉出的教据，主机控制器协议及教据仿息从它原始形状转化为fl位流，对主机接收的教据进行反操作柚产生以每1ms为单位产生SOF标惠包教据处茂主机控制器处茂份入和榆出數据的请求主机控軔器支持USB具体規定的协议传输差错控制所有的主机控制器在

8、发现和处理已定义的蜡说时展现相似的行为远权唤《所宥的主杌控制器郯应具有将总线芄于挂起状态及在迖权喚《事件下f新启动的能力集线器栗线器提供