基于ＵＳＢ接口的数据传输系统的研究与设计

精品文档 2016 全新精品资料 全程指导写作 独家原创 1 / 7 基于接口的数据传输系统的研究与设计 【摘要】数据传输是现代通信过程中的一个重要环节。在数据传输过程中，不仅要求数据传输的准确率要高，而且要求速度快、连接过程简单。传统的通信技术是通过数据线和串口 /并口将设备连接在一起，这样就存在连接不方便、受限条件较多等因素 ;并且传统的 口通讯和并口通讯都存在传输速度低、接口的连接过于复杂等不足之处。而基于 口的数据传输系统能够较好的解决这些问题。本文所介绍的一种基于 口的数据传输系统，利用了 全性高、即插即用等 优点，并结合了现代数据传输技术，实现了计算机之间的高速安全的数据通讯，解决了传统通信技术带给我们的不便。 【关键词】 口数据传输 片 现代社会生产的各行业和日常生活都需要对各种数据进行传输。利用传统的数据传输系统进行数据传输 ,存在速度慢、扩展性差、安装麻烦、易受各种环境的干扰 ,在许多场合尤其是便携式应用场合不方便等缺点。目前广泛应用的接口技术具有安装方便、带宽高、成本低、可靠性高、易于扩展等优点。目前支持的最高传输速度可达到 480本能够满足日益复杂的高 级外设与 之间的高性能连接需求 ,正逐渐成为现代数据传输发展的必然趋势之一。鉴于此 ,本系统采用技术运用 片进行通信接口的设计。 精品文档 2016 全新精品资料 全程指导写作 独家原创 2 / 7 1 数据传输系统的结构设计 基于 口的数据传输系统总体方案如下图所示，该系统主要由发射和接收两部分组成。其中，发射系统由 制 片两部分组成。系统的工作过程为：主机将数据通过 口传给 据通过 再传给射频发射模块，最后由射频发射模块把数据发射出去。射频接收端接收到符合的数据包后，通知 取数据， 数据通过 口送给主机，这样就完成了一个数据包从发射端到接收端的传输。 接口芯片和主控制器芯片的选择 制器有 2 类 ,一种是集成了 口的单片机 ,如司生产的 列芯片 另一种是单独的 制器 ,如 司的司的 司的 。第一种开发工具虽然编程简单 ,但需要购置专门的开发系统 ,投资较大 ,并且单片机性能有限 ;后种芯片的特点是价格低廉、连接方便、可靠性高 ,但其片上不带 须选择微处理器来进行协议处理和数据交换。本系统选择了片上不带 性价比较高的控制芯片完全符合规范 ,传输率可达 480用以快速开发出高性能的设备 ,同时为了满足速度要求 ,主控器芯片选择了高性能、低功耗的 片精品文档 2016 全新精品资料 全程指导写作 独家原创 3 / 7 的工作原理 度集 成的基于 的微处理器。 有丰富的内置部件，包括： 8部 制器，带自动握手的 2 通道 4 通道统管理器，代用 能的 5 通道定制器， I/o 端口，8 通道 10 位 口， 口，同步口和 频器。 用了一种新的总线结构，即 工艺的 准宏 7 单元和存储编译器。它的低功耗精简和出色的全静态设计特别适用与对成本和功耗敏感的应用。 中断概述 有外部中断、快速中断和软件中断三种中断方式，其中外部中断和快速中断均是硬件中断。对于核的微处理器来说，中断是作为一种异常来处理的。 中断控制器可以接收来自 30 个中断源的中断请求。这些中断源来自 芯片内部外围或接口芯片的外部引脚。 中断控制器的任务是在片内外围和外部中断源组成的多重中断发生时，经过优先级判断选择其中的一个中断，通过 核发出 断请求。 精品文档 2016 全新精品资料 全程指导写作 独家原创 4 / 7 实际上最初 核 只有 种中断，其他的中断都是各芯片厂家在设计芯片时定义的，这些中断根据中断的优先级高低来进行处理。特别的是，为了解决一般的中断模式在进入所需的服务程序前需要很长的中断反应时间的问题， 供了一种新的中断模式 矢量中断模式。它具有 构微控制器的特征，能够缩短中断反应时间。 中断处理流程 理器的中断处理与其他处理器的处理模式基本上是一致的，只是由于引入了几种不同的处理器模式，使中断处理变得更容易。中断处理的典型步骤如下： 第 1 步：保 存现场。当系统出现中断时，处理器首先要做的就是保存现场，这一过程包括： 保存当前的 到 ，保存当前程序运行状态 。由于 用了三级流水线结构，此时的 实际上等于当前指令地址加上 8，则返回时还需要将保存的 减 4，得到当前指令的下一条指令。 第 2 步：模式切换。设置当前程序状态 相应的位，使处理器进入相应的执行模式。如当进入 式时，禁止 断。 第 3 步：获取中断源。如 断，都从向量地址 02016 全新精品资料 全程指导写作 独家原创 5 / 7 处开始执 行，通常在此地址处放一条跳转指令，跳转到中断程序。 第 4 步：处理中断。获取中断源后，通过中断向量表获取相应中断的处理程序入口，调用对应的中断处理函数。 第 5 步：恢复现场，中断返回。返回时需要恢复处理器模式，包括恢复中断处理用到的所有寄存器、恢复被中断的程序状态到当前程序状态 跳转到被中断的主程序。 2备驱动程序的开发 当外设连接到主机上的 口时，主机会检测到新硬件，这时需安装一个驱动程序，在该驱动程序中包含了一个动 态 链 接 库 。 该 四 部 分 组 成 ： 函数。 基于 据采集系统设备驱动程序处于固件程序和用户态应用程序之间 ,帮助操作系统识别 同时建立主机与设备之间的通信。 动程序具有规范的模型 ,我们使用开发工具包 线驱动程序的开发 ,利用其向导功能生成驱动程序框架 ,然后根据具体情况添加适当代码 ,经过编译、调试 ,精品文档 2016 全新精品资料 全程指导写作 独家原创 6 / 7 构造驱动程序 件。使用 可以生成驱动程序的安装文件 ,用以将 备及接口安装在主机上。这个过程是非常方便、快捷的。 随着数据传输技术的飞速发展 ,在数据传输系统中采用口进行数据的高速传输已经得到非常广泛的应用。本系统通过 片 行 口的控制，在主机端用 写了 件，实现了两台设备之间的快速数据传输，解决了传统通信技术的不足，具有很好的应用前景。当然，在基于 口的数据传输系统中 ,包括固件程序、备驱动程序以及用户态应用程序等在内的软件设计是非常关键的 ,软件系统的设计需要建立在相关硬件系统设计的基础上 ,两者只有完美结合才能设计