朱庆双[1]2008年在《一种应用于数控系统的USB主从机系统的设计与实现》文中认为随着总线和接口技术的发展,在数控加工车间如何更加可靠、快速、便捷地进行数据传输成为数控制造领域通信技术的研究重点之一。USB技术以其高速、可靠、通用性强等特点在过去的十多年时间里发展迅猛,而USB主从接口芯片的出现,使得USB总线通信在没有PC参与的情况下成为可能。课题针对普遍使用的经济型数控系统只能通过传统RS232串行口与PC机交换数据的现状,设计了USB主从机系统。通过对USB主机和从机接口技术的深入研究,根据实现功能和设计要求,选用CH375A作为USB主从接口芯片,采用STC89C516RD+作为核心处理器搭建了系统硬件平台。系统的软件体系包括系统工作在主机模式下的单片机固件程序和工作在从机模式下的固件程序以及相应的PC端软件。系统工作在主机模式下时能以FAT文件格式访问USB存储设备,并通过RS232总线与数控系统进行串口通信,经济型数控系统在不改变原有结构的情况下,通过该系统可以读写USB存储设备。工作在从机模式下时,经济型数控系统通过RS232接口连接主从机系统,利用主从机的USB接口作为USB设备连接至PC的USB接口,此时系统作为DNC接口模块,在PC机上安装上主从机的USB驱动程序后,通过PC端的USB总线通讯软件,实现PC与经济型数控系统的基于USB总线的DNC通讯。系统具有液晶显示功能,其工作模式、数据处理方式等可通过按键以级联菜单方式进行选择操作,提供了良好的人机界面。由51单片机STC89C516RD+和USB接口芯片CH375A组成的USB主从机系统,将计算机的USB总线管理机制和传输机制引入到数控加工领域,通过对RS232接口的功能扩充,经济型数控系统不仅可以读写USB存储设备,而且可以通过由USB总线构成的小规模集中控制网络来实现分散的数控系统集中控制,实现低端数控系统的功能升级。单片机固件程序具有很好的结构可以很容易的移植到中高档数控系统的32位处理器中,同时,数控系统的USB接口取代RS232串行口成为趋势,课题通过主从机扩展了经济型数控系统的RS232接口功能,实现计算机与数控系统间的USB总线通讯,为后续开发USB接口积累了技术经验。
宁波[2]2004年在《数据采集与处理系统的USB接口技术研究》文中提出通用串行总线(USB)作为一种新兴的计算机外设总线标准，从标准的出现到大规模的应用，仅用了短短几年的时间，这一切都得益于它易用、真正的热插拔、高性能和系统造价低廉等优点。同时随着我们所处的工业环境越来越复杂，现场工程师不断增加了对监控这些工业环境设备的易用性、简单性的要求。而工业系统中的各种监控设备中，最核心的技术就是数据采集和分析控制系统。这都离不开DSP技术的发展和支持。怎样利用最新的技术来满足这种需求，是本论文的主题。 论文首先简要介绍了USB总线的相关内容。然后介绍了数据采集与处理系统的设计。数据采集与处理系统的设计包括硬件设计、固件程序开发、驱动程序开发和应用程序开发四大部分。在硬件设计部分，首先介绍了设计中所用的TMS320VC33芯片和PDIUSBD 12芯片的性能和特点，然后给出了具体硬件设计方案。固件程序开发部分是设计中的重点，论文先从总体上介绍了程序的设计思想及其层次结构，随后详细介绍了各层次程序的设计过程，并给出了部分源代码和程序流程图。然后就是驱动程序开发和应用程序开发，驱动程序和应用程序的开发，其中很多细节，都是值得我们花很长时间去研究，由于时间和开发资源的限制，再加上这部分不是USB开发的重点，所以尽管我尽了最大的努力，也只是实现了比较简单的功能，所以这一部分的内容没有做过多地介绍。 本课题论述了USB技术在DSP数据采集和处理系统中的应用与研究，并给出了一个可行的整体开发解决方案。
宋鹏[3]2005年在《嵌入式系统中USB接口技术应用研究与开发》文中研究说明计算机体系结构的发展正在由以“CPU”为中心向更加强调“总线”发展转变。CPU中心时期,计算机的开发以CPU为核心,为CPU制定一套标准,在设计外部设备和扩展体系结构时,受CPU制约。而目前比较强调总线发展的时期,顾名思义,通过制定不同的总线标准,去适用不同的场合,因为不同的总线体系都有一套自己的标准协议和外部设备。每一种新总线标准的出现或者是为了解决旧总线体系的缺点,或者是为了基于某种考虑来优化计算机的使用。USB总线标准的提出正是基于这个原因,用以解决传统总线标准的桎梏,引领新的计算机发展方向。而嵌入式USB系统的研究和开发更进一步拓宽了USB接口技术的应用领域,对嵌入式系统的开发带来了全新的天地。 在PC领域,伴随着USB技术的成熟,移动数据的交换和存储成为近年来IT行业的一个热点,USB既是数据交换的媒介,又是控制数据交换的核心机制。而随着USB应用领域的扩展,业界期望把USB应用到非PC应用领域,即嵌入式领域,实现USB点对点的通信。但由于认识到其基于主机的拓扑结构对诸如手机、PDA、数码相机以及其他嵌入式设备等便携设备来说有种种局限性,USB主机(USB Host)的嵌入式应用成为当今电子世界中的热门话题。从理论上说,在嵌入式系统中实现USB主机,在装载和解释USB协议栈,建立特定的设备类协议,就可以实现特定的嵌入式USB主机应用。但其主要的困难在于,在独立于操作系统之外,USB协议和其所支持的设备类协议以及所采用的相关的传输协议的复杂性以及对于计算机存储器、运算速度等的要求比较高,而嵌入式系统中除少量32位处理器以外,大量存在的是8位和16位CPU,支持USB协议和设备类协议将占用大量的系统资源。如何解决单片机的有限资源与支持复杂USB协议之间的矛盾,是构建嵌入式USB主机系统的关键所在,本课题便以此作为切入点,寻找并解决如何以最优的性价比,在资源稀少和无操作系统的嵌入式系统中,构建USB主机系统。 本课题理论与实践相结合。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。实践部分主要是掌握开发工具,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W77E58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。
陆志敏[4]2006年在《USB接口通信协议研究和接口驱动开发》文中研究说明USB是近年来流行的计算机外设接口标准。它具有方便易用、传送速度快、价格低廉等特点，已经被广泛应用于各种数据传输设备。USB接口技术为PC主机和外设之间的数据传输提供了便捷的解决方案。论文研究了USB总线的物理拓扑结构、总线逻辑拓扑结构、USB的数据传输类型和USB通信协议，以及USB技术在嵌入式领域中的应用，讨论了硬件电路的构建，研究USB接口芯片和微处理器的器件选择、性能特点和电路组成。在这基础上对固件程序的开发作了详细探讨，包括固件的设计目标、工作原理和固件程序的结构和设计过程等。最后通过对WDM驱动程序和应用程序的研究，实现了数据传输和语音录放等功能。
王娜[5]2005年在《基于USB技术的CAN总线适配器的研究与开发》文中提出本文论述了基于USB接口技术的CAN总线适配器的设计与实现。从计算机的角度看该模块可以当成与计算机相连的USB设备;而从CAN总线来看,通信模块与计算机构成了CAN总线上功能极为丰富的节点。硬件主要由89S52、PDIUSBD12、SJA1000等部件构成。 系统采用Philips公司的USB接口芯片D12与单片机进行通信,并和PC机通信而编制出友善的设备应用程序。该系统用USB总线取代了传统的RS232串行总线,通过对USB协议和设备构架的充分理解,对以单片机89S52和USB接口芯片D12为主的数据采集系统进行了硬件设计和软件编程,并在此设计的基础上给出相应的原理图和硬件开发板。硬件设计主要解决的是D12与单片机之间的接口电路问题,软件编程大致分为叁部分:一是为满足D12在USB上的最大传输速率而编写的固件程序;二是在PC中的Windows 2000工作环境下编写USB设备驱动程序;叁是充分了解D12的主要功能特点,并编写出供设备测试的应用程序。软件的开发基于Windows 2000操作系统,开发语言采用C。在USB/CAN的通信中,使用现场总线CAN网络技术,制定了用户层通信协议与USB协议的统一对应关系;在通信中,提出了信息双向传输的具体解决方案,保证信息的完整传输;实现了USB设备的WDM驱动。由于本系统软件和硬件的通用性,可以推广到其它总线的应用场合。
李春彪[6]2004年在《USB接口技术与应用研究》文中进行了进一步梳理USB(Universal Serial Bus，通用串行总线)是用来连接外围设备与计算机的一种崭新的标准接口，目前在计算机外设中已有较为广泛的应用。雷达系统组网是雷达发展的一个方向，增强现有雷达和计算机的通信能力是雷达组网的基础。为此，论文结合雷达数据采集和数据传输的需要，进行基于USB软硬件的开发。本文以建立主机和外设通信为主题，通过USB实验系统的研制，了解USB通信的内在机制，在此基础上，进一步开发基于USB的数据采集系统。通过这两个USB应用系统的设计和实现，掌握基于USB接口技术的应用和开发。 本文在介绍了USB协议框架之后，首先给出了USB实验系统和USB数据采集系统的硬件设计和实现，接着详细介绍了USB应用系统的固件程序设计过程，最后讨论了设备驱动程序和最上层的用户应用程序的开发。
林展鹏[7]2014年在《智能照明系统USB-DALI网关研究》文中指出在十八大会议上,要建立“美丽中国”的口号被正式提出来,同时成为国家发展的基本策略之一,低能耗、低污染、重效率已成为全体社会的共识。随着社会经济的不断进步,尤其房近年地产行业的高速发展,家居照明的节能化和智能化越来越受到社会各界的关注和重视。智能家居照明系统能够充分利用网络通讯技术、计算机技术和自动控制技术将建筑内各个照明设备有机地连接在一起,达到家居照明的高效节能、简单管理、多样化控制等目的,是实现家居照明的节能化和智能化的重要手段。本文选择了照明业界最近几年发展势头十分迅猛的基于DALI协议的智能家居照明系统作为研究对象,在深刻剖析DALI协议通信技术的基础上,结合广泛应用在计算机设备的USB技术,设计一种让智能照明系统简易地接入到计算机设备的网关接口。首先,本文分析智能家居照明的发展背景、国内外研究现状、研究意义以及选题依据。深入阐述DALI协议的电气特性、系统编码以及命令格式；阐述USB技术发展现状和其技术特点。本文研发一款USB-DALI网关,该网关是主控设备(PC)与DALI,总线的信号转换器。本文介绍该网关的硬件体系结构,给出硬件系统构造图,着重阐述硬件电路中MCU电路,DALI信号收发电路以及USB接口电路。本文设计了网关的系统软件功能模块,包括MCU的初始化、USB通信模块以及DALI信号通信模块。本文利用国家仪器公司的LabVIEW程序开发环境设计了专门应用在计算机上的智能照明人机交互界面。本文将会介绍LabVIEW的图形化编辑语言G编写程序,阐述利用LabVIEW在计算机系统中生成本网关专用的USB驱动文件；创建USB连接,包括驱动文件的成功安装,枚举过程的成功实现等等。本文给出了由人机交互界面、USB-DALI网关、LED灯从控设备组成的基于DALI协议的智能照明系统的调试与实现过程。通过对系统各部分的构建与调试,本文完成一套完整的智能照明系统。根据调试数据表明,照明系统硬件构建合理、软件可实现预期操作、信号符合协议要求,系统各指标正常,基本达到预期效果。最后,本文了本设计工作的后续研究工作的改进措施,为以后进一步完善系统以及产品成熟提供一些参考。
周程[8]2006年在《基于USB HID类的γ能谱数据采集系统研究》文中指出野外地面γ射线能谱测量主要研究地壳岩石土壤中产生的能量范围约为30keV-3000keV的γ射线，这里面包含着铀、钍、钾等天然放射性核素信息，核工程活动产生的大量人工放射性核素信息以及γ射线与地壳相互作用产生的相关信息。γ射线能谱数据采集系统的研究则是整个核信息探测研究项目的基础和重要课题。 本设计构建在以ARM7TDMI(-S)处理器为核心的硬件、软件架构研究基础上，引入了USB HID接口技术，即充分发挥了USB接口的通用普及、传输速率快和简单易用的特性，又使得具有USB接口的仪器无需驱动程序即可和上位机进行数据通讯，具有即插即用自识别功能，极大地方便了操作，同时缩短整个仪器的开发周期，提高开发效率。 与国内外现有的γ谱数据采集系统相比，本论文研究成果有以下特点： 1．数据采集系统以32位ARM7TDMI(-S)为控制核心，外围电路带有LCD显示以及键盘、时钟和存储电路。无需计算机，用户就可与之进行交互工作，完成对数据的采集、存储、计算分析等过程。系统具有低功耗、小型化、高性价比等特点。 2．实现了γ数据采集系统与PC主机USB接口通讯。随着PC机的迅速发展，USB技术将会取代RS-232在核仪器中的应用。在此，研究USB技术在核仪器中的应用是具有实用意义的。 3．基于USB接口技术，本设计实现了USB设备的HID类设计，即PC机将本系统识别为是一个HID类设备(如同PC机识别鼠标或者键盘等)。这样，无需编写烦琐的驱动程序就可实现PC机与本系统的数据通讯。大大缩短了开发周期，提高了开发效率，并且便于系统的维护与升级。 4．引入了32位ARM技术，在更高的技术起点上研究和设计核能谱数据采集系统，为研发新一代核仪器作好了必要的技术储备。
丁兆海[9]2007年在《基于USB技术的控制系统的研究与实现》文中研究指明在一些应用系统的设计开发中，常常涉及有关接口的设计开发。传统的接口技术和处理方法存在着许多问题，如接口不灵活，改装不方便，不能做到即插即用，接口的可扩展性差，数据传输速度慢等。USB的引入以及相应规范的出台，解决了这些问题。USB是用来连接外围设备与计算机的一种新型的标准接口，目前在计算机外设中已有较为广泛的应用。针对上述提到的问题，本文根据USB的规范以及实际应用系统研制的需要，在基于USB通信内在机制的基础上，进行了以USB为基础的应用控制系统的软、硬件的设计和开发。通过这个USB应用控制系统的设计和实现，更进一步地提出了基于USB总线接口技术的应用控制系统的开发和设计方法。本文首先针对USB总线接口的基础理论和技术进行了深入研究，特别着重从软件理论这个角度研究了USB系统、协议层、主机、设备、设备驱动等接口设计规范，提出了进行USB接口应用控制系统设计的一般原则、方法和过程；然后详细研究和实现了USB应用控制系统的固件程序设计、USB接口驱动程序的设计和基于主机端的应用控制系统的软件设计和开发。设计实现的应用控制系统可以广泛应用在复杂信号的控制和管理以及自动化控制中，如铁路信号灯控制等，该成果的应用可以提高运行稳定可靠性。本文的主要工作是总结归纳传统的设计方法，提出一种新的设计思路；设计一个通常意义上的应用控制系统来支持驱动程序和固件程序；根据USB协议理论，设计和开发硬件驱动程序；设计和开发控制程序，提供给客户实现具体应用；根据USB协议和设备要求，实现了一个运行稳定可靠的应用控制系统。本文的创新点主要是通过研究与实现基于USB接口的控制应用系统，提出一种应用USB理论转化为具体控制系统实现的方法，通过这种方法，可以根据设备的具体功能来设计控制系统，形成一个较为系统地设计方案，给设备端提供了一个通用的接口，无须更改硬件电路，只升级固件程序，就可以应用在各种实时系统中，具有广泛的通用性、可维护性和重用性。
王鑫[10]2013年在《USB2.0转千兆以太网接口设计》文中研究指明互联网IT产业发展到今天，已经进入后PC时代，包括嵌入式设备和新一代PC在内的电子产品都不断的向小型化、智能化、便捷化和网络化发展，随着计算机技术和通信电子技术的不断发展与壮大，各种电子产品和终端设备通过网络连接的需求性和可能性也越来越大。目前以太网是网络连接与数据传输中使用最为广泛的技术，并且逐渐从快速以太网向千兆以太网技术过渡，不仅是桌面网络的主导者，而且还成为了局域网连接中的主干网络。在个人PC和嵌入式设备等电子产品中，USB接口凭借着低成本、低功耗、高可靠性以及即插即用等特点已经成为这些电子产品的主流接口，然而大部分嵌入式设备虽然具有USB接口，但没有以太网接口，因此这些电子产品如果想接入以太网进行数据共享与信息传输，那么就需要USB转以太网的设备来进行不同接口的转换，并且保证数据的转换速率，最终达到接入以太网的目的。本文设计的USB2.0转千兆以太网接口系统就是为了解决那些只有USB接口的电子设备期望接入以太网的迫切需求。本文采用亚信电子（ASIX）推出的AX88178A作为系统的主控芯片，搭配了AT93C66作为EEPROM，使用USB总线进行供电，最终在四层PCB电路板上实现USB2.0与千兆以太网数据的相互转换。在后期系统测试阶段，采用Ganymede Software公司推出的Chariot进行网络带宽的测试，也就是测量数据从USB2.0接口转换到千兆以太网接口的传输速度。在测量中使用两台配置有千兆以太网网卡的PC，并且设立对照组和实验组，分别测量了对照组和实验组数据传输的单向带宽和双向带宽。在测量的时候使用了数据量的小包和大包测量，最后验证了大包测量的正确性，为了减小误差，测量时使用平均测量法，最后将所有带宽进行迭加，然后测得系统的总带宽。从最后的测量结果来看，本文设计的USB2.0转千兆以太网接口性能良好，数据传输稳定，达到了设计的预期目标，并且为系统升级换代到后续的USB3.0和万兆以太网提供了良好的平台。
参考文献：
[1]. 一种应用于数控系统的USB主从机系统的设计与实现[D]. 朱庆双. 太原理工大学. 2008
[2]. 数据采集与处理系统的USB接口技术研究[D]. 宁波. 大连理工大学. 2004
[3]. 嵌入式系统中USB接口技术应用研究与开发[D]. 宋鹏. 扬州大学. 2005
[4]. USB接口通信协议研究和接口驱动开发[D]. 陆志敏. 南京理工大学. 2006
[5]. 基于USB技术的CAN总线适配器的研究与开发[D]. 王娜. 中南林学院. 2005
[6]. USB接口技术与应用研究[D]. 李春彪. 南京理工大学. 2004
[7]. 智能照明系统USB-DALI网关研究[D]. 林展鹏. 广东工业大学. 2014
[8]. 基于USB HID类的γ能谱数据采集系统研究[D]. 周程. 成都理工大学. 2006
[9]. 基于USB技术的控制系统的研究与实现[D]. 丁兆海. 山东大学. 2007
[10]. USB2.0转千兆以太网接口设计[D]. 王鑫. 中国科学院研究生院（西安光学精密机械研究所）. 2013
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