基于单片机的USB接口电路及其在数据通信中的应用

摘要

随着USB技术的广泛应用与发展,USB技术急需要运用到便携式设备中,USB OTG技术满足了这种需求。本文通过对单片机技术相关知识、USB通信协议以及USB OTG技术等理论知识进行研究,在前人的基础上,设计了一套基于单片机的USB通信系统。
　　 本文对USB通信协议以及USB通信实现过程等一系列相关知识进行了研究,重点研究了USB设备枚举过程与Mass Storage类协议。首先研究了USB通信协议的基础,包括USB数据协议层、USB设备的架构、USB设备的枚举。为要进行的硬件设计做了准备。然后对Mass Storage类协议传输进行了研究,包括Bulk-Only传输、UFI指令集。Bulk-Only传输是本系统中用到的主要传输类型,而UFI指令集是支持这类传输的最常用的命令集。
　　 其次,本文针对设计的要求进行了硬件部分的设计。首先根据各个芯片的应用情况,选择主控制器芯片、USB主/从接口芯片以及FLASH存储芯片。本系统选择STC10F08XE单片机为主控制器,它具有全面支持51系列单片机指令集、易操作等优先。选择SL811HS为USB主/从接口芯片,它具有支持乒乓操作、自动地址增加模式等优点。然后对各主要部分的硬件连接进行了设计,包括STC10F08XE与SL811HS的连接设计、STC10F08XE与存储器的连接设计等。
　　 最后,本文对系统的软件部分进行了设计。主要设计了系统作为USB主机模式时的软件部分,包括单片机与SL811HS间的通信、通过SL811HS向从机发送数据、通过SL811HS向从机接收数据、设备枚举等。对于本系统设计的单片机的USB通信系统,仍然需要做进一步的研究与探索。本文在最后做出了总结与展望。