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1、以USB接口为基础的数据传输系统的研究与设计论文摘要：数据传输是现代通信过程中的一个重要环节。在数据传输过程中，不仅要求数据传输的准确率要高，而且要求速度快、连接过程简单。传统的通信技术是通过数据线和串口/并口将设备连接在一起，这样就存在连接不方便、受限条件较多等因素；并且传统的RS232串口通讯和并口通讯都存在传输速度低、接口的连接过于复杂等不足之处。而基于USB接口的数据传输系统能够较好的解决这些问题。本文所介绍的一种基于USB接口的数据传输系统，利用了USB接口的高传输速率、安全性高、即插即用等优点，并结合了现代数据传输技术，实现了计算机之间的高速安全的数据通讯，解决了传统通信技术带给
2、我们的不便。关键词：USB接口数据传输ARMS3C44BOX芯片 现代社会生产的各行业和日常生活都需要对各种数据进行传输。利用传统的数据传输系统进行数据传输,存在速度慢、扩展性差、安装麻烦、易受各种环境的干扰,在许多场合尤其是便携式应用场合不方便等缺点。目前广泛应用的USB2.0接口技术具有安装方便、带宽高、成本低、可靠性高、易于扩展等优点。目前USB2.0支持的最高传输速度可达到480Mbps,基本能够满足日益复杂的高级外设与PC机之间的高性能连接需求,正逐渐成为现代数据传输发展的必然趋势之一。鉴于此,本系统采用USB2.0技术运用ARM芯片进行通信接口的设计。 1数据传输系统的结
3、构设计 基于USB接口的数据传输系统总体方案如下图所示，该系统主要由发射和接收两部分组成。其中，发射系统由ARM芯片控制射频发射模块和ARM控制USB芯片两部分组成。系统的工作过程为：主机将数据通过USB接口传给ARM，数据通过ARM的SPI口再传给射频发射模块，最后由射频发射模块把数据发射出去。射频接收端接收到符合的数据包后，通知ARM读取数据，ARM将数据通过USB接口送给主机，这样就完成了一个数据包从发射端到接收端的传输。 1.1USB接口芯片和主控制器芯片的选择 USB控制器有2类,一种是集成了USB接口的单片机,如Cypress公司生产的EZ2USB(基于8051)系列芯片C
4、Y7C68013、CY7C64613等;另一种是单独的USB控制器,如Philips公司的PDIUSBD12、ISP1581,NetChip公司的2888,National公司的USBN9603、USBN9604等。第一种开发工具虽然编程简单,但需要购置专门的开发系统,投资较大,并且单片机性能有限；后种芯片的特点是价格低廉、连接方便、可靠性高,但其片上不带CPU,必须选择微处理器来进行协议处理和数据交换。本系统选择了片上不带CPU的性价比较高的USB2.0控制芯片ISP1581,它完全符合USB2.0规范,传输率可达480Mbps,采用ISP1581可以快速开发出高性能的USB2.0设备,同
5、时为了满足速度要求,主控器芯片选择了高性能、低功耗的ARM芯片S3C44BOX。 1.2ARMS3C44BOX的工作原理 S3C44BOX微处理器是由SamsungElectronicsCo.,Ltd为手持设备设计的低功耗、高度集成的基于ARM7TDMI核的微处理器。S3C44BOX具有丰富的内置部件，包括：8KBcache,内部SRAM，LCD控制器，带自动握手的2通道UART，4通道DMA，系统管理器（片选逻辑，FP/EDO/SDRAM控制器），代用P功能的5通道定制器，I/O端口，RTC，8通道10位ADC，ⅡC-BUS接口，ⅡS-BUS接口，同步SIO接口和PLL备频器。S3C4
6、4BOX采用了一种新的总线结构，即SAMBAⅡ（SamsungARMCPU嵌入式微处理器总线结构）和0.25um工艺的CMOS标准宏7单元和存储编译器。它的低功耗精简和出色的全静态设计特别适用与对成本和功耗敏感的应用。 1.2.1S3C44BOX中断概述 ARM7TDMI具有外部中断(IRQ)、快速中断(FIQ)和软件中断（SofteOuts等函数。 基于odel)。USB数据采集系统设备驱动程序处于固件程序和用户态应用程序之间,帮助操作系统识别USB设备,同时建立主机与设备之间的通信。驱动程序具有规范的模型,我们使用开发工具包DriverStudios中的Driver芯片S3C44B
7、OX进行USB接口的控制，在主机端用VB编写了USB软件，实现了两台设备之间的快速数据传输，解决了传统通信技术的不足，具有很好的应用前景。当然，在基于USB接口的数据传输系统中,包括固件程序、设备驱动程序以及用户态应用程序等在内的软件设计是非常关键的,软件系统的设计需要建立在相关硬件系统设计的基础上,两者只有完美结合才能设计出高效、安全的数据传输系统。
