基于单片机的USB主从机的设计与实现

随着总线和接口技术的发展，在工业场合如何更加可靠、快速、便捷地进行数据传输成为该领域通信的研究重点之一。而USB技术以其高速、可靠、通用性强等一系列特点在过去的十多年时间里发展迅猛，而USB  OTG技术的诞生，使得两USB设备在没有PC参与的情况下进行数据传输成为可能。本文通过搭建以16位微处理器MSP430F149为核心控制芯片、ISPl362为USB接口芯片的硬件平台，分别实现了USB部分主机和从机功能，使之能进行USB数据的存储与交换。本文完成以下工作：首先，认真研究USB协议，深入理解USB通信的基本概念和传输方式等内容。仔细分析USB  Mass  Storage类协议，并讨论了采用BULK-ONLY传输实现Mass  Storage类协议的方法，并对SCSI指令集等进行了深入的剖析。其次，根据要求，设计出由控制、接口、数据存储、过流保护与供电切换电路等硬件模块组成的系统，在ALTIUM  2004软件上完成原理图的设计和PCB图的布局、布线，并完成硬件调试工作。再次，在已构建的硬件平台上，针对ISPl362  USB接口芯片的主／从机功能，分别设计了USB主机和从机的固件程序。利用IAR  Workbench、BusHound等软件进行固件程序的调试，最终USB主机可对u盘进行检测、识别与配置；USB设备实现了USB设备的基本功能，能够被Windows  XP操作系统识别，与PC机之间实现数据的批量传输。最后，用DriverWorks软件包的Driver  Wizard生成驱动程序框架，并利用Windows  DDK和vc++等软件进行驱动程序的编译，最终生成基于Windows操作系统的WDM型USB设备驱动程序。通过对USB通信协议的研究，本人成功地构建了以MsP430F149和ISPl362为核心的硬件试验平台，并在此平台上进行USB主机、从机通信试验。经测试表明，PC机能检测、识别、读写USB设备，其读取与写入速度分别为560KB／s和312Ⅺ玳。而主机能识别、配置接入的U盘。关键词：USB主机、USB从机、MSI'430F149、ISPl362、BuR-Only传输