USB接口研究与应用

敏立汇2073(上半月刊)理工科研UsB接口好究与应用口刘刚(南京工业大学江苏·南京210009摘要详细介绍了USB接口设备及其工作原理,并对其在生产实践中的具体应用方法进行了研究。关键词USB协议应用与设计驱动程序中图分类号:TP36文獻标识码:A文章编号:1672-7894(200703-18901优盘、鼠标、读卡器、外接光驱等常用USB设备,到采用UsB能够釆用总线供电;USB总线提供最大达5V电压、500mA电接口的电吹风、咖啡炉、剃须刀奇百怪的电脑附件,通流t一台电脑的USB周边设备使了更多的方便和乐趣使用灵活。USB共有4种传输模式:控制传输(nto)同步传USB之所以能够如此普及并受在于它方便的热插拔输 Synchronization)、中断传输 interrupt)批量传输buk),以适应不同带宽大,速度快,可连接设备多互连功能等诸多优点。设备的需要1.USB接口技术简述2USB的应用与设计USB是通用串行总线( Universal Serial Bus)的简称。在T业生产ISB的应用主要是数据采集工作,随着USB应用的日益广和科学技术研究的各行业中,常常利用PC或工控机对各种数据进行tel sgs- Tomson、 Cypress, Philips等芯片厂商都推出了具备UsB数据采集。这其中有很多地方需要对各种数据进行采集如液位通信接口的单片机。这些单片机处理能力强,有的本身就具备多路度压力频率等。常用的采集方式是通过数据采集板卡,如A/D卡以及42.485总线板卡等。采用板卡不仅安装麻烦易受机箱内环境的备USB接口的单片机是构成USB数据采集系统较好的方案。SB接口开发中有相当大的工作量是关于USB软件的开发挂接很多设备。面1B接口技术的出现,很好地解决了以上这些冲USB软件包括三方面的工作:固件(mwm)设计,驱动程序设计SB系统主要由主控制器( Host Controller), USB Hub和USB外和主机端应用程序的设Peripherals Node组成系统拓扑结构。1,USB协议固件是运行在USB芯片上的程序,可采用汇编语言或C语言般每个USB设备由一个或多个配置( configuration)控制其设计其主要功能是控制USB芯片接收井处理USB驱动程序的请行为。使用多配置原因是对操作系统的支持;一个配置由接口求(如请求设备描述符、请求或设置设备状态请求或设置设备接( Interface)组成;接口则是由管道(Ppe)组成管道与LSB设备的等UsB2标准请求)控制USB芯片接收应用程序的控制指令端点(E)对应,一个端点可以配置为输人输出两个管道。在通过USB芯片存放数据并实时上传至PC等。固件编程中,USB设备配置、接口和管道都用描述符报告其属性。22驱动程序设计主要的大数据传输都是通过数据管道完成的。在 Windows平台下,USB驱动程序由3部分组成:USB设备驱12管动程序,USB总线驱动程序和USB主控制器驱动程序,他们必须遵在USB中,传输是在USB设备的某节点和主机软件之间进循win32驱动程序模型(WDM。其中, windows操作系统已经提供了行的,这个相关的结构就称为管道。管道有两种:流管道和消息管处于驱动程序栈底的USB总线驱动程序和USB主控制器驱动程道。其中消息管道的数据结构是USB定义好的而流管道没有固定序而USB设备驱动程序由设备开发者编写,通过向USB总线驱动的结构。另外,数据传输带宽传输类型、节点的特性(如方向和缓程序发送包含URB( USB Request Block)的IRP/0中大小)都彩响着它的管道特性。大多数的管道在USB设备配置好叫),来实现USB外设之间的信息交换。当主机应用程序要对USB设后就产生了。其中有一个最重要的消息管理是“缺省挖制管道备进行1/0操作时,调用 Windows AP函数对win32子系统进行这个管道在设备加电的时候就存在了,它提供设备的配置和状态win32调用,由I/O管理器将此请求构造成一个合适的IRP,并把停信息的控制它传递给USB设备驱动程序。USB设备驱动程序接受到这个IP13USB的传输类型后,根据IRP中的包含的具体操作代码,构造响应的URB并把他放SB总线包括4种传输类型(传输管道):到一个新IRP中,然后把此IRP传递到USB总线驱动程序USB总控制传输类型:用于传输控制信息如在连接时配置设备,控线驱动程序根据IRP中所包含的UR执行响应的操作,并把操作中断数据传输类型:数据量小延迟短,通常用于传输设备反馈到此IRP后,将操作结果通过HP返还1/O管理器。最后,1/0管游戏杆等理器将此IRP中的操作结果返还给应用程序,至此应用程序对同步数据传输类型:占用预先宽实时传输对于同步USB设备的次1/O操作完成输管道,带宽的要求与设备的时延的要求与每个节23应用程序设计的缓冲大小有关。为保证数据应用程序工作于用户模式,用户模式可以访向文件处理数据误码是不被纠正的(如不进行重上USB的位错误率是人机交互,不过必须借助设备骤动程序来访问硬件。在vC环境下十分小的,它完全可以被忽略掉14USB的主要优点载、端口配置和文件传输等功能速度快;USB20将设备之间的数据传输速度增加到了480Mbps,比UsB11标准快40倍左右,速度的提高对于用户的USB接口技术的应用正处于高速发展阶段。在USB数据采集大好处就是用户可以使用到更高效的外部设备,而且具有多种速度USB工业控制等領域已经得到成功的应用。随着时代的进步和技周边设备都可以被连接到USB20的线路上,而且无需担心数据的发展USB必将在更广阔的领域得到更深层次的应用传输时发生瓶颈效应设备安装和配置容易;安装USB设备不必再打开机箱,加减已中国煤化工安装过的设备完全不用关闭计箅机。所有USB设备支持热拔插,系CNMHG北京:北京航空航天大学统对其进行自动配置,彻底抛弃了过去的跳线和拨码开关设置出版社易于扩展;通过使用Huh扩展可拨接多达127个外设。标准2永和MCs51805单片机UsB摆口程序设计北京:北京航空航天USB电缆长度为3m(5m低速)。通过Hh或中继器可以使外设距大学出版社出版,2004.8离达到30m