基于USB开关量扩展设计与开发开题报告

1、毕业设计（论文）开题报告设计（论文）题目：基于usb的串行接口的开关量扩展设计与开发系别：智能与信息工程学院专业：电气工程及其自动化姓名：指导教师：关榆君辅导教师：关榆君2016 年 3 月 9 口题冃类型（打丁选择）设计（j）论文（）一、文献综述计算机接口用于完成计算机主机系统与外部设备z间的信息交换。一般接口由接口电路、连接器 （连接电缆）和接口软件（程序）组成，如今计算机的传输接口主要有串口和并口。并行接口是指8位数据同时通过并行线进行传送，这样数据传送速度大大提高，但并行传送的线 路长度受到限制，因为长度增加，干扰就会增加，数据也就容易出错。目前计算机基本上都配有并口。串口叫做串行接口

2、，现在的pc机一般有两个串行口 c0m1和com2。串行口不同于并行口之处在于 它的数据和控制信息是一位接一位地传送出去的。虽然这样速度会慢一些，但传送距离较并行口更长, 因此若要进行较长距离的通信时,应使用串行口。通常c0m1使用的是9针d形连接器，也称z为rs-232 接口，而com2有的使用的是老式的db25针连接器，也称之为rs-422接口，不过目前已经很少使用。 山于如今计算机自身的运行速度大大提升，所以多选用串行接口。通川串行总线usb （uni ver sal serial bus）是一种新型的微机总线接口规范，usb以其使用方便、 易于扩展、速度快等优点而越来越多的应用于开关扩

3、展的开发与设计当屮，已逐渐成为现代数据通讯 的发展趋势。usb作为一个外接接口功能实现，已经越來越被利用到人们的实际生活中。usb1995年康柏、微软、tbm、dec等公司为解决传统总线不足而推广的1种新型的通信标准。1996年，usb-if公布了 usb1.0规范，1998年，在进一步对以前版本标准进行阐述和扩充的基础上， 发布了 usb标准的1. 1规范，它支持1. 5mbps （低速）和12mbps （全速）的数据传输速率。1999年发 布了第三个版本的usb2.0,它的传输速率增加到了 480mbps,随之还产生了 usb2. 0版本的补充协议 on-the-go （otg）技术。us

4、b接口技术不断发展，并慢慢収代先前的串并口，各种带有usb接口的htd 如开关、鼠标、键盘及大容量移动存储设备相继产生，它还被广泛应用于各种外围采集设备。usb近年來开始在计算机外设中得到普及，并逐渐成为计算机标准外设，它的出现使开关量的扩充 可以得到良好的解决。usb首先将通过vb软件的编写，使其能够在计算机屮读取出来，己知的还有v+, 过去也冇利川单片机來编写使计算机读取出來的，用八通过主机应用程序调用windowsapt函数， 将请求下发到驱动程序，由驱动程序构造urb,通过usbd类,下发到微控制器。在windows中，串口是以文件的形式被打开和访问的。串口和串口通信驷动需要使用设备控

5、制块 （device control block, dcb）进行配置。应用程序使用 apt 函数 createfile 打开串口, readfile 读串口，createevent建立事件对彖和closellandle关闭串口。使用vb开发串行口通信软件，步骤是: 1.用户界面设计；2.初始化程序；3.发送数据；4.接收数据；5.其他工作叫目前编写设计扩展开关量，用到plc软件较为普遍，它通过数字或模拟式输入/输出控制各种类 型的机械或生产过程。bl前国内外都已开发出了一些成熟的usb开关产品，可见基于usb的开关最具何广阔的应用前景, 本课题具冇一定的现实意义。冃前市场上虽然冇很多针对不同应

6、用场合的usb开关量产品，但对于一 些特殊的应用，事实上还是需要自行开发。同时考虑到usb规范仍在不断完善，因此usb串行口的相 关产品也还需要不断发展。二、设计（论文）主要内容随着计算机的普及，川计算机來控制开关逐渐成为先进的开关控制模式，不仅更加方便，而且快 捷，省力，实用，而外接的usb正好可以匹配，对于用usb的串行口來设计开发开关量，有以下的主 要内容：（1）深入了解usb串行接口的工作原理；（2）实现usb接口读写控制功能；（3）完成扩展接口破件设计，实现8点输入、8点输出的扩展功能；（4）进一步扩展，实现16点输入、16点输出的扩展功能；三、设计（研究）方案1）完成串口扩展原理图

7、设计。2）完成硬件系统pcb板设计及实际焊接调试，完成系统控制程序设计。3）完成系统联调及系统测试。开关信号输入v微处理器ausb接口芯片调用windowsapi函数a|/貯pc机< vb用户应用软件四、工作进度安排第0102周分析课题，查阅相关资料，完成开题报告第03周分析与设计，论证方案可行性第04周基本串口通讯api函数的使用方法第0507周利用api进行串口通讯第08周毕业实习第0911周利用串口通讯实现开关量扩展第12周硬件设计第13周硬件调试第14周联机调试第15周整理资料，撰写毕业设计说明书第16周参加毕业答辩五、主要参考文献11张弘.usb接口设计m.西安电子科技人学出版社,2002.12j马兴，童卓，周丽娟.基于vb的pc机与单片机间串口通讯及程序设计山.兵工自动化，2010, 29(10):94-96.3朱绍祥，王宏朱等编译，可编程控制器(plc)原理与应用m. ±海交通人学出版社，1988年版.4黄睿等编.visual basic 6数据库设计实例导航m北京:科学出版社，20015龚沛曾等编.visual basic程序设计教程m第3版.北京：高等教育出版社,2007l6j董国平等编.visual ba