基于C8051F020的USB OTG通信系统的设计与实现

摘要

为满足便携式设备脱离 PC的点对点 USB互连的市场需求,USB标准协议的补充规范—USB OTG技术适时诞生。USB OTG技术只针对全速、高速和超高速的USB设备提出,该技术因其便捷性逐渐成为移动式设备不可或缺的接口与功能。
　　本文针对这一发展趋势,基于 MCU+USB的设计思路,实现了一套以 Silicon Laboratory公司的C8051F020为处理器,以 Philips公司的ISP1362为 USB处理芯片的USB OTG通信系统,调研并分析市场主流需求,提供了在脱离 PC的情况下支持OTG设备之间内部文件数据互操作的功能。文中详细论述了USB OTG接口设备从硬件设计到软件实现的开发流程。在硬件设计方面,给出了控制模块、USB模块、系统存储模块和其他辅助模块的原理图。着重分析了USB OTG功能设备系统软件的设计与实现,根据模块化和层次化思想,给出了系统软件的结构,包括系统应用模块、OTG驱动模块、主机功能模块和外设功能模块,同时介绍了各个功能模块的程序设计思路,并分析了系统的运行结果,给出了部分调试数据,通过实际的调试测试工作验证了系统的各项功能。
　　通过 C8051F020和ISP1362构建的开发平台,研究了USB OTG协议、Mass Storage设备类协议、UFI子类协议以及FAT32文件系统协议,并在文末提出了设计USB OTG通用协议栈的思想,该协议栈具有良好的跨平台移植功能和强大的任务挂载接口,可以方便的服务于其他项目需求。

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1 绪论

1.1 引言

1.2 USB OTG的研究目的及意义

1.3 研究内容及论文结构

2 USB OTG通信系统的组成及原理

2.1 USB总线体系结构

2.2 USB数据流模型

2.3 USB OTG协议

2.4 总线枚举

2.5 USB设备类划分及相关协议

3 USB OTG功能设备的硬件设计

3.1 系统硬件总体结构

3.2 系统硬件接口设计

4 USB OTG设备的系统软件设计

4.1 系统软件总体结构

4.2 OTG驱动软件

4.3 主机功能软件

4.4 外设功能软件

4.5 USB OTG设备应用软件

5 USB OTG设备的功能调试与测试

5.1 调试工具介绍

5.2 部分调试信息

5.3 系统实现效果

6总结与展望

致谢

参考文献

附录1攻读学位期间发表的论文

附录2USBOTG开发板实物图