[精品]基于单片机的usb接口的设计

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1、基于单片机的USB接口的设计TheDesignOfUSBInterfaceBasedOnTheSingleChip刘井权王宪（江南大学通信与控制工程学院）摘要提出了一种基于单片机的智能仪表扩展USB接口的方法。介绍了USB接口芯片SL811HSl，J的结构和性能以及USB接口的硬件电路图，详细分析了USB接口的驱动程序的设计方法及FAT16⑵文件系统的结构。利用SCSI叫专输命令集，通过BULK-IN和BULK-OUT⑶端点实现了主机与U盘设备之间的数据通讯。实验和应用结果表明，该方案具有控制方便、传输速度

2、快、存储数据稳定可靠等优点。关键词USB端点枚举配置文件系统AbstractAmethodofintelligentinstrumentexpandationUSBinterfacebasedonsinglechipisstated.ThestructureandcapabilityoftheUSBinterfacechipSL811HS,hardwarecircuitdiagramoftheUSBinterfaceisintroduced,andthedesignmethodoftheUSBinterfa

3、cedrivers,structureoftheFAT16filesystemsisanalyseddetailedlyoThecommunicationbetweenthehostcomputerandUdiskdeviceiscompletedviaBULK-INandBULK-OUTendpointusingSCSIcommandclass.Theresultsofexperimentandapplicationshowthattheschemefeaturesconvenientcontrol、fa

4、sttransmittingdataandreliablystoragingdata.KeywordsUSBEndpointEnumerateFilesystem中图分类号：TP368文献标识码：B引言USB（UniversalSerialBus）是近年来发展起来的一种快速、灵活的总线接口。它最大的特点是易于使用，可热插拔，接口连接灵活，并且能够提供外设电源⑷，在嵌入式系统及智能仪表中获得广泛的应用。而51系列单片机以其优越的性能、成熟的技术、高性价比被广泛应用于测控仪器和自动化领域。因此用51系列单片机实

5、现USB主机接口，进而实现对USB外设的控制，对提高整个系统的数据存储、数据传输、设备控制等性能都有很大的作用。木文论述的方案基于压强测试仪的应用环境，在开发压强测试仪的过程中根据实际的需求，要求能够存储大量数据，以往的解决方案是RS232C接口，但由于传输速度慢，在高速采样系统容易导致数据丢失，而且必须有上位机的参与，这対于室外作业很不方便。USB接口克服了上述缺点，测试仪器可以把采集到的数据保存到U盘，工作人员可以随时取下U盘，将数据拿到异地进行分析，另外笔者还开发了读写U盘的文件系统，存储的数据可以直

6、接在PC机上打开，不需要编写其它的分析软件。本设计的另一优点是成本低廉,可应用于各种智能仪器及嵌入式设备中，实现对海量数据的存储。1硬件设计1.1SL811HS概述SL811HS是Cypress公司推出的具有主/从两种工作模式的USB控制器⑷，遵循USB1.1规范;可自动检测总线速率，支持全速12Mbps和低速1.5Mbps设备；具有8位双向的数据总线，易与单片机连接；片内256字节的SRAM（其中16字节用于工作寄存器），用于数据传输；可白动产生SOF和CRC5/16，简化软件工作量；片内具有根Hub；支

7、持挂起/唤醒工作模式，减少功耗；支持地址自动加1功能，在连续读写过程屮，只需设置一次地址，其内部寄存器地址自动增加，这在大容量数据的通讯中是非常必要的。1.2单片机与SL811HS接口设计图一所示是AT89C51与SL811HS的硬件连接电路。在本设计中，由于所选用的单片机AT89C51及其外围元件的工作电压为5V,而SL811HS的工作电压为3.3V,所以系统应提供5V电压同吋要进行电压转换。虽然SL811HS可以使用12MHz品振，但在实际使用过程中，如果品振质量不太好，电路稳定性就会比较差，因此，设计

8、时推荐使用48MHz有源晶振。SL811HS的中断请求输出的是高电平，因此需要用反向器把它变换成低电平以满足AT89C51中断输入耍求。此外，应注意SL811HS是低电平复位。为了便于调试，系统扩展了液晶显示器。硬件完成后要进行测试，先向SL811HS寄存器中写入数据，之后读出数据并在液品显示器上显示，如果和写入的数据相同，说明SL811HS与单片机连接正确。再用示波器观察有源品振是否起振，一切正常后便进入软件调