USB总线在家用电脑绣花机中的应用研究

摘要

家用电脑绣花机的控制系统大多是采用单片微处理器，通过系统内存扩展来存储更多的花样数据。随着计算机技术的飞速发展和USB规范的不断完善，用户对USB通讯、大容量闪存等技术在家用电脑绣花机中的应用提出了要求。 本文结合家用电脑绣花机的功能需求，论述了利用ATMEL公司的AT89C55WD与沁恒公司的CH375等实现绣花机的USB接口主从模式设计方案。 论文在简要叙述USB总线协议的基础上，详细论述了电脑绣花机的USB接口硬件电路具体实现、单片机系统程序设计和USB设备驱动程序开发这三个方面的内容。首先，从芯片选型和芯片介绍入手，论述了USB接口硬件设计方案；其次，介绍了CH375主从模式下单片机系统软件设计，并给出了部分源代码和程序流程图；最后，简要地介绍了WDM的结构以及一些与其相关的重要概念，重点论述了采用DDK开发USB设备驱动程序的过程，并简要介绍了上位机监控软件的设计和功能。

目录

文摘

英文文摘

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第一章绪论

1.1引言

1.2电脑绣花机系统概述

1.2.1电脑绣花机系统组成

1.2.2电脑绣花机发展与研究现状

1.3本文选题背景及意义

1.4论文主要工作及内容安排

第二章USB协议简介

2.1 USB系统结构

2.1.1 USB主机

2.1.2 USB设备

2.2 USB通信流

2.2.1端点

2.2.2管道

2.3 USB协议层

2.3.1字段格式

2.3.2包格式

2.4传输类型

2.5 USB描述符

2.6 USB标准设备请求

2.7 USB设备的枚举

2.8本章小结

第三章硬件电路设计

3.1 USB芯片的选择

3.2 CH375介绍

3.2.1 CH375功能及特点

3.2.2 CH375内部结构

3.2.3 CH375引脚配置

3.3 AT89C55WD

3.4硬件实现

3.4.1数据存储器扩展

3.4.2 CH375接口电路

3.4.3 USB接口主从模式切换

3.5本章小结

第四章单片机软件设计

4.1编程工具选择

4.2设备模式下的软件设计

4.2.1硬件提取层

4.2.2中断服务程序

4.2.3主循环程序

4.3主机模式下的软件设计

4.3.1 U盘文件管理

4.3.2读取U盘中花样数据的软件设计

4.4本章小结

第五章USB设备驱动程序开发

5.1 WDM驱动程序模型简介

5.1.1 WDM简介

5.1.2I/O请求包

5.2 USB驱动程序体系结构

5.2.1 USB总线驱动程序

5.2.2 USB主控制器驱动程序

5.2.3 USB总线驱动接口

5.3 USB设备驱动程序开发

5.3.1初始化模块

5.3.2即插即用管理模块

5.3.3读写处理模块

5.3.4电源管理模块

5.3.5驱动卸载模块

5.4本章小结

第六章上位机监控系统软件设计

6.1应用程序与USB设备驱动程序之间的通信

6.1.1打开设备

6.1.2读写USB设备

6.1.3关闭通信

6.2上位机与下位机之间的通信

6.3监控系统功能介绍

6.4本章小结

第七章总结与展望

7.1总结

7.2展望

参考文献

致谢

作者攻读硕士学位阶段发表的论文