usb通信程序開(kāi)發(fā)論文

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1、USB通信程序開(kāi)發(fā)畢業(yè)論文目錄第一章緒論11.1PC接口簡(jiǎn)介11.2USB接口分析11.3USB器件的選擇11.4MassStorage協(xié)議與FAT16文件系統(tǒng)2第二章USB總線(xiàn)結(jié)構(gòu)32.1總線(xiàn)拓?fù)浣Y(jié)32.2USB設(shè)備32.2.1USBHUB42.2.2即插即用52.2.3設(shè)備電源62.2.4設(shè)備的掛起62.3USB主機(jī)62.4USB數(shù)據(jù)流72.5USB的端點(diǎn)9第三章協(xié)議123.1MassStorage協(xié)議123.2Bulk－Only傳輸協(xié)議163.3SCSI指令集183.4FAT16文件系統(tǒng)213.4.1FAT文件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)213.

2、4.2Flash盤(pán)的FAT結(jié)構(gòu)26第四章程序?qū)崿F(xiàn)與調(diào)試29614.1固件程序的實(shí)現(xiàn)294.1.1主循環(huán)——MAINLOOP.C294.1.2中斷服務(wù)程序——D12ISR.C294.1.3標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備請(qǐng)求處理——D12SETUP.C334.1.4NANDFLASH操作程序——NFLASH32.C384.2固件調(diào)試424.2.1檢查USB器件是否正常工作424.2.2設(shè)備枚舉434.2.3BULK_ONLY傳輸協(xié)議命令處理434.2.4FLASH的讀寫(xiě)45結(jié)論46致謝47參考文獻(xiàn)48附錄49附錄AUSB接口芯片命令總匯49A1．初始化命令5

3、0A2．?dāng)?shù)據(jù)流命令54A3．?dāng)?shù)據(jù)流命令59附錄BU盤(pán)固件程序源碼清單60第一章緒論1.1PC接口簡(jiǎn)介PC中的接口有兩類(lèi)：串行接口和并行接口。計(jì)算機(jī)內(nèi)部總線(xiàn)，如CPU61與存儲(chǔ)器之間勻采用并行接口，這樣速度快；但外設(shè)卻以串行接口比較占優(yōu)勢(shì)。傳統(tǒng)的打印機(jī)接口為并行接口。SCSI標(biāo)準(zhǔn)的全名是小型設(shè)備通用接口標(biāo)準(zhǔn)，其傳輸速率為10M，早期的掃描儀一般使用此接口，硬盤(pán)與主機(jī)的聯(lián)接也使用這種接口。串行接口出現(xiàn)最早，使用最廣的RS232接口，但其速度太慢，現(xiàn)在已經(jīng)逐漸被淘汰。USB接口和IEEE1394接口是兩種速度比較高的串行接口，還有局域網(wǎng)中

4、的以太網(wǎng)接口，它們具有較廣闊的發(fā)展前景和應(yīng)用潛力。USB適用于低檔外設(shè)與主機(jī)之間的高速數(shù)據(jù)傳輸，USB1.1可以達(dá)到1.5Mbps或12Mbps的傳輸率，而1394更是可達(dá)100／200／400Mbps。USB2.0將速度定位在480Mbps，而IEEE1394也推出了1394b1.3.1版草案，速度從800Mbps起步，最高可達(dá)3.2Gbps。局局域中用得最多的是以太網(wǎng)接口，速度可達(dá)100Mbps，當(dāng)使用光纖傳輸時(shí)，速度可達(dá)1000Mbps。1.2USB接口分析通用串行總線(xiàn)(UniversalSerialBusUSB），是一種快速

5、、靈活的總線(xiàn)接口。與其它通信接口比較，USB接口的最大特點(diǎn)是易于使用，這也是USB的主要設(shè)計(jì)目標(biāo)。作為一種高速總線(xiàn)接口，USB適用于多種設(shè)備，如數(shù)碼相機(jī)、MP3播放機(jī)、高速數(shù)據(jù)采集設(shè)備等。易于使用還表現(xiàn)在USB接口支持熱插拔，并且所有的配置過(guò)程都由系統(tǒng)自動(dòng)完成，無(wú)需用戶(hù)干預(yù)。USB接口支持1.5Mb/s(低速)、12Mb/s(全速)和高達(dá)480Mb/s(USB2.0規(guī)范)的數(shù)據(jù)傳輸速率，扣除用于總線(xiàn)狀態(tài)、控制和錯(cuò)誤監(jiān)測(cè)等的數(shù)據(jù)傳輸，USB的最大理論傳輸速率仍達(dá)1.2Mb/s或9.6Mb/s，遠(yuǎn)高于一般的串行總線(xiàn)接口。USB接口芯片價(jià)

6、格低廉，一個(gè)支持USB1.1規(guī)范的USB接口芯片價(jià)格大多在人民幣（2004年）15～30元之間，這也大大促進(jìn)USB設(shè)備的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用。1.3USB器件的選擇在進(jìn)行一個(gè)USB設(shè)備開(kāi)發(fā)之前，首先要根據(jù)具體使用要求選擇合適的USB控制器。目前，市場(chǎng)上供應(yīng)的USB控制器主要有兩種：帶USB接口的單片機(jī)（MCU）或純粹的USB接口芯片。帶USB接口的單片機(jī)從應(yīng)用上又可以分成兩類(lèi)，一類(lèi)是從底層設(shè)計(jì)專(zhuān)用于USB控制的單片機(jī)另一類(lèi)是增加了USB接口的普通單片機(jī)，如Cypress公司的EZ－USB(基于8051），選擇這類(lèi)USB控制器的最大好處在于開(kāi)發(fā)

7、者對(duì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和指令集非常熟悉，開(kāi)發(fā)工具簡(jiǎn)單，但對(duì)于簡(jiǎn)單或低成本系統(tǒng)。但價(jià)格因素也是在實(shí)際選擇過(guò)程中需要考慮的因素。純粹的USB接口芯片僅處理USB通信，必須有一個(gè)外部微處理器來(lái)進(jìn)行協(xié)議處理和數(shù)據(jù)交換。典型產(chǎn)品有Philips公司的PDIUSBD11（I2C接口）、PDIUSBD12(并行接口），NS公司的USBN9603/9604(61并行接口），NetChip公司的NET2888等。USB接口芯片的主要特點(diǎn)是價(jià)格便宜、接口方便、可靠性高，尤其適合于產(chǎn)品的改型設(shè)計(jì)（硬件上僅需對(duì)并行總線(xiàn)和中斷進(jìn)行改動(dòng)，軟件則需要增加微處理器的USB中

8、斷處理和數(shù)據(jù)交換程序、PC機(jī)的USB接口通信程序，無(wú)需對(duì)原有產(chǎn)品系統(tǒng)結(jié)構(gòu)作很大的改動(dòng)）。1.4MassStorage協(xié)議與FAT16文件系統(tǒng)USB組織定義了海量存儲(chǔ)設(shè)備類(lèi)（MassStorageClass）的規(guī)范，這個(gè)類(lèi)規(guī)范包括四個(gè)獨(dú)