基于SL811HST的嵌入式USBHOST模块的设计

摘要

USB是现今在PC领域被广泛采用的总线接口技术，在一些嵌入式系统中，人们也希望有USB设备的出现，而在USB的拓扑结构中，居于核心地位的PC机，USB设备无法脱离PC而存在。本文针对USB设备的应用局限，对USB协议架构及其通信流程做了深入的分析，确定嵌入式USB主机必须具备的软硬件条件，给出设计思路，并在此基础上，以应用最为广泛的U盘为USB设备，借助CYPRESS公司的主机控制芯片SL811HS，在单片机系统中实现了U盘主机系统，使得U盘可以脱离PC机位单片机系统使用。
　　 基于理论基础，可以独立于操作系统而实现嵌入式USB主机应用程序，USB及其所支持的设备类协议，所采用的相关的传输协议的复杂性，对于计算机存储器、运算速度等有比较高的要求，建立嵌入式USBHost系统的关键是，如何更好的解决单片机的有限资源与支持复杂USB协议之间的矛盾。要实现基于单片机嵌入式USB Host系统的开发，存在一些技术难点：特定的应用需求如何通过单片机本身的有限的资源处理，特定USB设备的信息如何利用裁剪USB协议处理，USBHost系统功能如何实现等。
　　 本论文通过详细分析设计，解决了上述问题。论文通过理论与实践相结合，理论部分主要是对嵌入式系统的发展状况、趋势、需求和架构以及开发的方法和技术、USB协议栈及其设备类协议、USB数据通信结构和单片机的的体系结构等进行研究。实践部分主要是设计嵌入式USB Host模块的系统结构，搭建硬件电路，制作应用模块。编写基于STC12C5A60S2单片机和USB主控芯片SL811HS的程序代码，精简USB协议，加载USB协议栈。利用开发工具编译、运行和调试程序，对系统进行测试、改进和完善。并把嵌入式USB Host模块应用到实际系统中去。