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简述usb接口的应用特点
USB（Universal Serial Bus，通用串行总线）接口是一种用于计算机和外部设备之间传输数据和供电的标准接口。
以下是USB接口的应用特点：
1. 方便易用：USB接口被广泛应用于各种设备，如鼠标、键盘、打印机、摄像头、音频设备等。
它具有即插即用的特性，无需重启计算机或进行繁琐的设置。
2. 高速传输：USB接口支持高速数据传输，最新版本的USB
3.0甚至可以达到每秒传输5Gbps的速度。
这使得文件传输、音视频播放等任务更加快捷高效。
3. 多功能性：USB接口不仅可以传输数据，还可以用作设备之间的供电接口。
通过USB接口可以给外部设备提供电力，例如充电器、移动硬盘等。
4. 统一标准：USB接口是一个统一的标准接口，几乎所有的计算机和外部设备都支持USB接口。
这种统一标准使得设备之间的互联更加简单，不再需要为了连接不同设备而购买不同的接口转换器。
5. 灵活可扩展：USB接口支持多种设备的同时连接，通过USB集线器可以将多个USB设备连接到计算机上。
此外，USB接口还支持热插拔功能，可以在不关闭计算机的情况下连接或断开设备。
总之，USB接口具有方便易用、高速传输、多功能性、统一
标准和灵活可扩展等特点，使得它成为计算机和外部设备之间最常见和广泛应用的接口之一。
单片机中的USB接口技术分析USB（Universal Serial Bus，通用串行总线）是一种常见的数据传输接口，广泛应用于各种设备和系统中，包括在单片机中。
本文将对单片机中的USB接口技术进行分析，探讨其原理、应用和发展趋势。
一、USB接口的原理USB接口是一种点对点数据传输接口，通过主机和从机之间的通信来实现数据传输。
在单片机中，主机通常是PC或其他嵌入式系统，而从机则是嵌入了USB控制器的单片机芯片。
USB接口使用了四根导线，包括一个用于数据传输的差分对、一个用于电源和一个用于地线。
USB接口采用了主从结构，主机发送控制命令给从机，并收集从机返回的数据。
主机和从机之间的通信是通过“令牌”、“数据”和“握手”包来实现的。
主机发送令牌包指定操作和从机地址，从机返回响应，并根据主机的要求发送数据包或握手包。
二、USB接口的应用单片机中的USB接口被广泛应用于各种领域，包括消费电子、通信、工业控制和医疗设备等。
以下是一些常见的应用场景：1. 外部存储器：通过USB接口连接外部存储设备（如闪存驱动器或硬盘驱动器）可以方便地进行数据存储和传输。
这在很多嵌入式系统中是一个常见的功能。
2. 通信设备：许多嵌入式系统需要与PC、手机或其他设备进行通信。
通过使用USB接口，可以实现快速、稳定的数据传输，用于例如串口通信和网络连接。
3. 人机界面：通过USB接口连接键盘、鼠标、摄像头或触摸屏等外部设备，可以实现人机交互。
这在智能手机、平板电脑和其他嵌入式系统中非常常见。
4. 工业控制：许多工业领域需要远程监控和控制设备。
通过使用USB接口，可以实现与嵌入式系统的连接，对设备进行监控和控制。
三、USB接口的发展趋势随着嵌入式系统的不断发展和进步，USB接口技术也在不断演进和改进。
以下是一些USB接口的发展趋势：1. USB 3.0和USB 3.1：USB 3.0和USB 3.1标准提供了更高的传输速度和更大的带宽，比之前的版本快得多。
简述usb总线的应用场合及特点USB，全称为Universal Serial Bus，是一种用于计算机和外围设备之间数据传输的通信协议和接口标准。
USB总线广泛应用于各种计算机和消费电子设备中，是现代电子产品中不可或缺的一部分。
本文将简述USB总线的应用场合和特点。
一、应用场合USB总线可以连接各种计算机和外围设备，其应用场合非常广泛，包括以下几个方面：1.计算机外设：USB总线可用于连接键盘、鼠标、摄像头、音频设备、打印机、扫描仪等各种计算机外设。
2.移动设备：USB总线也广泛应用于移动设备中，如智能手机、平板电脑、数码相机、MP3等。
3.存储设备：USB总线可用于连接各种存储设备，如U盘、移动硬盘、闪存卡等。
4.智能家居产品：USB总线同样可以用于连接各种智能家居产品，如智能电视、智能音箱、智能锁等。
5.医疗设备：USB总线在医疗设备中也有广泛的应用，如心电图仪、血糖仪、血压计等。
6.工业控制系统：USB总线在工业控制系统中也有应用，如PLC控制器、数控机床等。
二、特点1.插拔方便：USB总线的插拔方便，使用起来非常简单和方便。
2.多设备连接：USB总线可以连接多个外围设备，无需为每个设备配置多个接口。
3.高速传输：USB总线支持高速数据传输，能够实现高速数据传输，并支持热插拔。
4.低功耗：USB接口供电电压低，功耗也相对较低，能够减少设备的耗电量。
5.易于扩展：USB总线易于扩展和升级，可以随时添加新的设备。
6.丰富的功能：USB总线支持多种功能，如电源供应、音频输入输出、图像传输等。
7.广泛适用：USB总线应用广泛，能够满足各种不同的应用需求。
总之，USB总线是现代电子产品中不可或缺的一部分，其应用场合非常广泛。
USB总线具有插拔方便、多设备连接、高速传输、低功耗、易于扩展、丰富的功能和广泛适用等特点，为电子设备的连接和数据传输提供了便利。
基于单片机和USB接口技术的高速数据采集系统的设计文摘数据采集系统是结合基于计算机的测量软硬件产品实现灵活的、用户自定义的测量系统。
数据采集包括从信号源采集信号，将其数字化，存储分析并传递到个人PC上。
通用串行总线(USB)作为一种新的微机总线接口规范．具有便捷、易扩展、低成本、低干扰等特点，非常适合作为主机和外设之间的通信接口。
USB为数据采集设备/仪器与PC机之间的连接提供了一个费用低廉且简单易用的方案。
本次毕业设计(论文)设计了一种基于USB的高速数据采集系统的硬件及固件PDIUSBD12程序设计方案。
关键字数据采集系统；USB接口；单片机1 方案提出的背景1.1 研究课题的提出信息技术与电子技术的迅猛发展，使得计算机和外围设备也得到飞速发展和应用。
过去人们单纯追求计算机与外设之间的传输速度，现在纠错能力和操作安装的简易性也成为人们关注的目标。
USB通讯技术的出现，使高传输速度、强纠错能力、易扩展性、方便的即插即用，有机的结合在一起。
USB设备需要依据USB协议进行数据的解包与打包，底层硬件设备与操作系统之间需要以驱动程序为桥梁。
驱动程序以WDM为模型，以DDK为开发工具，以IRP为消息传播载体，来实现与Windows 系统底层核心机制向交互的功能。
随着控制系统的日益复杂，所要采集的量也会越来越多。
因此寻求一种高速、安全、方便的通讯形式是十分必要的。
USB技术虽然出现的时间并不长，但是由于它的种种优点，被越来越多的厂商和用户所接受，出现了USB打印机、摄像头等产品。
随着ＰＣ机日益广泛的应用,其外设也逐日增多,但ＰＣ机接口的数量是一定的,这就限制了ＰＣ机挂接外设的数量。
在很多应用场合,如工业数据采集,常使用采集板卡来完成工作,采用板卡不仅安装麻烦、易受机箱内环境的干扰,而且受计算机插槽数量和地址、中断资源的限制,不可能挂接很多设备,而通用串行总线可以很容易的实现高可靠性、多点的数据采集。
1.2 USB接口的主要优点ＵＳＢ接口主要优点为:(1)速度快。
简述usb接口的应用特点。
特点：高速数据传送、高自由度连接、带电插拔、内置电源供给、支持多种传输模式。
1、高速数据传送
usb1.1支持1.5～1.2mbps的传输速率，2.0版本更支持高达120～240mbps的传输速率，该速率与一个标准的并口相比，也快出近10倍，足以满足高速传输应用的要求。
2、高自由度连接
对接口加以扩展，最多可在一台计算机上同时支持127种设备，而不占用pc的硬件资源，如i／o地址、内存、中断、dma等。
主端口和usb从端口之间是树型拓扑结构，这使得外设的扩展有了更大的自由度。
3、带电插拔
usb方法做到了即插即用的外设扩展法。
所有usb设备支持热插拔，系统对其进行自动配置，彻底抛弃了跳线和拨码开关设置。
4、内置电源供给
usb电源能向低压设备提供5v、500ma（最大）电源。
因此，对使用的小功率输入设备无须使用单独电源供电，这样可以降低这些设备的成本并提高性价比。
5、支持多种传输模式
usb提供了4种传输模式，以适应不同的传输目的，具有极强的通用性。
单片机中的USB接口设计原理及应用分析USB（Universal Serial Bus）是一种用于电脑与外围设备之间进行通信和数据传输的标准接口。
它具有简化连接过程、高速传输能力和广泛的应用范围等优点，因此在现代电子设备中得到了广泛应用。
本文将介绍单片机中的USB接口设计原理及其应用分析。
一、USB接口设计原理1.1 USB接口的基本原理USB接口由主机（Host）和设备（Device）组成。
主机负责控制和管理通信过程，而设备则执行主机的指令。
USB接口采用了一种主从式架构，主机为USB控制器，设备为USB设备。
数据通过USB总线进行传输。
1.2 USB接口的硬件设计USB接口的硬件设计主要包括物理层和电气层。
物理层主要涉及连接器的设计和布线，电气层则规定了电压、电流和信号传输的规范。
物理层设计包括USB连接器的选型和布线方式。
USB接口常用的连接器有A 型、B型、C型等。
布线方式主要包括了信号线的长度控制和阻抗匹配等。
在布线中要尽量避免串扰和干扰，以保证数据的完整性和可靠性。
电气层设计包括了供电电源的选择和数据信号的传输规范。
USB接口规定了数据传输的速率和电平，一般有低速、全速、高速和超速四种传输速率。
同时还规定了电压和电流的规范，以及USB总线上的阻抗等。
1.3 USB接口的协议设计USB接口通信采用了一种特定的协议，包括传输层和报文层。
传输层负责数据的传输和流控，报文层则负责数据的封装和解封装。
传输层设计了数据的传输方式，包括同步传输和异步传输。
同步传输适用于大容量的数据传输，而异步传输适用于低速的数据传输。
流控机制可以控制数据的传输速率，以避免数据的丢失和错误。
报文层设计了数据的封装和解封装方式，包括数据的格式和差错检测。
USB接口规定了数据的格式和帧结构，以在有效载荷中传输数据。
同时还采用了差错检测机制，以保证数据的完整性。
二、USB接口的应用分析2.1 USB接口在嵌入式系统中的应用USB接口在嵌入式系统中得到了广泛的应用，例如智能家居、工业控制、智能穿戴设备等。
USB接口在单片机系统中的应用实践与优化USB（Universal Serial Bus）（通用串行总线）接口是一种用于计算机和外部设备之间进行数据传输和通信的标准接口。
在单片机系统中，USB接口的应用逐渐得到广泛应用并快速发展。
本文将介绍USB接口在单片机系统中的应用实践以及针对其优化的一些方法和技巧。
USB接口的应用实践起初主要是在个人计算机和外部设备之间进行数据传输，然而，随着单片机内部资源的不断增加和成本的不断降低，USB接口在单片机系统中的应用逐渐增多。
在实践中，USB接口在单片机系统中的应用主要体现在以下几个方面：1. 数据传输：单片机经过USB接口与外部设备进行数据传输，可以实现快速、稳定的数据传输。
例如，可以通过USB接口将单片机与电脑连接，实现数据的读取和写入，用于程序的下载、数据的采集等。
2. 外设控制：USB接口可以连接各种外部设备，如键盘、鼠标、打印机等。
通过单片机与USB接口的结合，可以实现对这些外部设备的控制。
例如，可以通过单片机控制USB接口与打印机进行数据传输，实现打印功能。
3. 通信功能：USB接口支持实时数据传输，可以方便地实现与其他设备之间的通信。
单片机可以通过USB接口与其他设备进行通信，如与传感器进行数据交互、与上位机进行通讯等。
针对USB接口在单片机系统中的应用，我们可以采取一些优化方法和技巧，以提高系统的性能和稳定性。
下面是一些常见的优化方法：1. 选用合适的USB芯片：不同的USB芯片有不同的性能和功能特点，选用合适的USB芯片对系统的性能和稳定性有着重要的影响。
在选择USB芯片时，需要考虑芯片的数据传输速度、功耗和支持的USB协议等因素。
2. 合理设计电路：USB接口涉及到电路设计，合理的电路设计可以提高系统的抗干扰能力和稳定性。
例如，可以采用差分线传输方式来减小传输的干扰和噪声。
3. 优化软件设计：软件部分也是需要优化的关键点。
通过合理的软件设计，可以提高系统的性能。
赵立宏，屈国普，程品晶（南华大学，湖南衡阳#)+**+）!"基于#$%%&的’#(接口数据采集系统摘要：;<++=是一种带有>;?接口的+@位微处理器，本文介绍了基于;<++=扩展动态存储器及+#位A B C 转换器AC")#!组成>;?接口数据采集系统的一个具体实例。
关键词：通用串行总线（>;?）；;<++=；数据采集；微处理器中图分类号：DE!@F’+文献标识码：?文章编号：+**+G+!"*（)**)）++G**H*G*!)*+,-+./0121,134252,-671,8’#(14,-9:+.-;+2-*34#$%%&IJ2%<1J%7K ，L5M5%N5，OJ-7K E17P17KQ(27J52>71:-041/R ，S5727S-7KR27K #)+**+，OJ172T);2,9+.,：;<++=142+@U1/61.0%N0%.-44%0V1/J >;?17/-0W2.-’DJ14N2N-017/0%X5.-42X2/22.Y5141/1%74R4/-6U24-X %7;<++=V1/J -Z/-072&C=A327X +#U1/272&%KG/%GX1K1/2&.%7:-0/-0AC")#!’<-5739*2：>;?；;<++=；X2/22.Y541/1%7；61.0%N0%.-44%0"引言>;?总线是通用串行总线（>71:-042&;-012&?54）的简称，已经成为EO 机的标准接口。
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USB接口单片机SL11R的特点及应用摘要: 介绍了USB接口单片机SL11R的主要特点,并简要地说明了SL11R基本应用系统的组成和开发。
关键词: USB 单片机 SL11RSL11R是Scanlogic公司生产的带有USB接口的16位RISC单片机,内核处理速度达48MIPS,有很强的控制功能和灵活的工作方式。
SL11R固化有类似于80X86的内部BIOS,可以直接调用,使用非常简单,可以让开发者在很短的时间内完成设计任务。
1 USB接口简介USB总线是通用串行总线(Universal Serial Bus)的简称,已经成为PC机的标准接口。
目前586以上的PC机基本上都已经配置了USB接口。
USB接口具有数据传输速率高、使用方便等特点。
USB1.1协议规定的全速传输速率为12Mbit/s,而USB2.0协议所规定的高速传输速率为480Mbit/s,非常适合有大量数据传输的系统。
USB设备即插即用,无需重新启动计算机。
2 SL11R介绍2.1 SL11R概述SL11R是Scanlogic公司的SL11产品家族的一员,是一种带USB接口的16位单片机,内部运行频率为48MHz,采用RISC结构,有16位数据总线,32位通用I/O口(GPIO),其中22位可作为地址总线进行寻址(A0~A21),可以直接扩展多种外设。
2.2 SL11R主要特点·USB接口 SL11R的USB接口符合USB1.1协议,有四个端点(endpoint),两种数据传输速率,全速模式为12Mbit/s,低速模式为1.5Mbit/s,并且具有USB协议所规定的四种数据传输方式,即控制传输方式(Control mode)、同步传输方式(Iochronous mode)、中断传输方式(Intrerupt mode)、批量传输方式(Bluk mode)。
·硬件资源丰富 SL11R有3K字节的内部RAM、两个定时器、两个外部中断、一个看门狗电路、一个普通串行接口(UART)、32位通用可编程I/O口(GPIO)、一个16位的可编程DMA接口、四个PWM输出引脚及扩展外围元件用的控制引脚。
SL11R的外围元件扩展非常方便,扩展EPROM、串行E2PROM、SRAM即EDO DRAM等常用元件时均无需另加控制电路。
·多种工作方式 SL11R有四种工作模式,即通用输入输出模式、快速增强并行端口模式、8位/16位DMA模式、DVC8位DMA模式,可根据实际应用场合用软件进行设置。
尤其8位DVC模式,可以直接与CCD接口,方便地开发CCD图像采集系统或数码相机。
·无需专用开发装置 SL11R内部有3K×16位的程序存储器,类似于80X86的BIOS,已经把单片机的启动配置、联机调试及常用功能等固化在内部,开发者直接调用即可。
CPU复位后,内部BIOS会把外部程序存储器中的代码读入内部RAM中执行。
如果没有外部程序存储器,SL11R会自动运行在监控状态,与PC机进行联机通讯,并能够在线对线路板上的串行EEPROM进行编程或直接调试程序。
由此可见,SL11R无需专用开发装置就可以进行开发,这一点对开发者非常有利。
由于SL11R可以在线编程,这就意味着即使用户也可以进行软件升级。
这一点对新产品开发很必要,因为有些BUG可能要用户使用后才能发现。
2.3 SL11R工作方式简介·通用输入输出模式(GPIO模式) 在这种模式下,SL11R的外部有32个通用输入输出引脚,其中4个已经分配给USB和UART串行接口专用,其他28个引脚可以通过软件编程,分别设置成输入或输出状态。
这种模式一般用于处理普通的外部并行接口类设备的数据,是用途较广的模式。
·快速增强并行端口模式(Fast EPP模式) 快速增强并行端口(Fast EPP)是计算机外设的一种标准并行接口。
SLR11R在这种模式下,可以直接读写快速EPP并行增强端口。
一般用于USB接口和Fast EPP接口的转换。
·8位/16位快速DMA模式 SL11R的DMA模式包括邮箱协议(Mailbox Protocol)和DMA 协议两种方式。
邮箱协议工作方式允许外部处理器与SL11R进行异步通讯,它们通过邮箱的输入、输出寄存器交换数据。
DMA协议工作方式一般用于SL11R与外部设备大量的数据高速传输。
这种传输无需CPU的干预,而且允许外设直接与DRAM进行数据交换,适合数据量大的场合,如打印机、Modem、扫描仪等。
SL11R在DMA模式下,还有四个可编程的PWM输出引脚,可以控制DMA模式下的外设与不同的外设通讯,如连接CCD、CIS、COMS等图像传感器或其他外设。
只要根据外设的控制要求对PWM编程,就可以控制外设在DMA模式下传输数据。
·DVC8位DMA模式这种模式专门用于与CCD相机接口,SL11R通过串行方式控制CCD相机,图像数据以DMA的方式传给SL11R。
3 SL11R设计应用3.1 SL11R硬件设计SL11R的硬件设计比较简单,因为实际应用中一般的外围元件可以直接扩展。
Scanlogic公司在开发套件中提供了一个比较完善的电路图,但对一些简单应用场合显得稍繁琐。
事实上SL11R的内部有3K字节的RAM,在数据量不是特别大的场合,无需扩展外部数据存储器。
图1是笔者设计的SL11R应用的一个基本电路,已经在实际项目中应用。
虽然SL11R经过编程可以使用12MHz晶振,但调试模式不支持12MHz,而且笔者在实际使用过程中发现,如果晶振质量不太好,电路稳定性稍差。
故建议在条件许可的情况下,尽量使用48MHz的晶振。
SL11R的工作电压为3.3V,电路中其它元件均应选用低电压型器件。
Scanlogic公司提供的SL11R开发工具中附带有调试程序,在线调试时需要使用RS232口,所以电路中设计了RS232接口芯片。
3.2 SL11R固件设计SL11R的固件直接控制CPU的运行,程序代码可以存储在外部EPROM或I2C串行EEPROM 中,甚至可以存在主机上,在适当的时候下载到SL11R的内部运行。
最简单的方式是把代码写到串行EEPROM中,因为SL11R提供了专用的工具软件可以直接对EEPROM在线编程,无需另外的编程装置。
3.2.1 SL11R程序结构SL11R汇编语言的语法结构与80X86相似,而且也有内部BIOS。
MCS51等没有BIOS的单片机,需要开发者控制CPU的每一步运行,程序必须在某一段反复循环,程序结构见图2。
SL11R由于有BIOS支持,它的程序结构就与MCS51有所区别。
SL11R 的主体循环是在BIOS内部,实际上用户程序一般只是BIOS的中断响应子程序。
也就是说,开发者所编的SL11R的用户程序可以没有主循环体。
SL11R的用户程序结构见图3。
值得指出的是,开发者也可以摆脱BIOS的控制,程序不在BIOS内部循环。
但该程序设计难度较大,因为这时开发者需要自己直接处理USB接口的底层软件,一般没有特殊要求不要使用这种方式。
3.2.2 SL11R的USB接口编程SL11R的大部分功能都可以通过BIOS调用实现。
USB的编程也是调用BIOS实现。
SL11R复位后会自动配置USB接口,与主机建立USB通讯,一般情况下开发者可以不进行干预。
开发者主要使用的与USB有关的BIOS软件中断:·USB_STAND_INT、USB_CLASS_INT、USB_VENDOR_INT、USB_FINISH_INT 这些中断主要是为了实现USB通讯,其中USB_VENDOR_INT是接受主机控制指令中断,主机对SL11R的控制基本上都是通过它实现的。
·USB_SEND_INT、USB_RECEIVE_INT这两个中断用于USB发送、接收数据。
可以通过配置,分别使用USB的四个端口。
3.3 主机软件设计要开发SL11R主机软件,一种简单、快捷的方式是借助于SL11R开发工具包(SL11R DVK)。
通过学习工具包中附带的例子程序可以在较短的时间内开发出一个应用软件,用户不需自己开发驱动程序。
该工具包可以从ScanLogic公司的网站()下载得到。
工具包中包括的内容有:通用驱动程序、例子程序和开发用的文档资料。
对于一般的开发工作可以直接使用工具包中的驱动。
用于Windows98系统的三个文件分别是: slusbgen.sys、usb2epp.sys和usbdev.inf。
在AppWizard (zip)源代码包中,可以找到用VC写成的主机例子程序(usbtest.exe)的源代码。
其中有几个文件对利用ScanLogic公司提供的驱动程序来开发应用程序很有帮助。
在头文件slusb.h中含有如下函数原型:BOOL FAR PASCAL CloseUsbDev(VOID); //关闭USB口BOOL FAR PASCAL FindUsbDev(WORD wProd); //打开USB口BOOL UsbVendorCmdRead(BYTE bCmd,WORD wValue,WORD wIndex, WORD wLen, PVOID pData); //发送读控制指令BOOL UsbVendorCmdWrite(BYTE bCmd, WORD wValue,WORD wIndex, WORD wLen, PVOID pData); //发送写控制指令BOOL UsbDataRead(DWORD n, PVOID pData); //读数据块BOOL UsbDataWrite(DWORD n, PVOID pData); //写数据块只要在应用程序中灵活用好以上几个函数,做一些简单的数据采集工作是完全可行的,笔者就是借用这几个函数在实际工作中成功完成了应用系统的开发。
文件devioctl.h包含有slusb.h中需要的常数和宏的定义。
在文件usbtest.cpp中定义了控制SL11R操作的指令代码。
SL11R是一种功能强大的USB接口单片机,它的16位总线及DMA传输模式允许进行大容量数据的高速传输,可以进行高速数据采集。
而且SL11R的编程简单,无需专用开发装置,开发成本低,初次接触USB的开发人员可以很容易实现应用系统的开发。
