基于ＵＳＢ接口的数据传输系统的研究与设计

1、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rs232串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缺乏之处。而基于usb接口的数据传输系统可以较好的解决这些问题。本文所介绍的一种基于usb接口的数据传输系统，利用了usb接口的高传输速率、平安性高、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平安的数据通讯，解决了传统通信技术带给我们的不便。【

2、关键词】usb接口数据传输ars344bx芯片现代社会消费的各行业和日常生活都需要对各种数据进展传输。利用传统的数据传输系统进展数据传输,存在速度慢、扩展性差、安装费事、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usb2.0接口技术具有安装方便、带宽高、本钱低、可靠性高、易于扩展等优点。目前usb2.0支持的最高传输速度可到达480bps,根本可以满足日益复杂的高级外设与p机之间的高性能连接需求,正逐渐成为现代数据传输开展的必然趋势之一。鉴于此,本系统采用usb2.0技术运用ar芯片进展通信接口的设计。1数据传输系统的构造设计基于usb接口的数据传输系统总体

3、方案如下列图所示，该系统主要由发射和接收两局部组成。其中，发射系统由ar芯片控制射频发射模块和ar控制usb芯片两局部组成。系统的工作过程为：主机将数据通过usb接口传给ar，数据通过ar的spi口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ar读取数据，ar将数据通过usb接口送给主机，这样就完成了一个数据包从发射端到接收端的传输。1.1usb接口芯片和主控制器芯片的选择usb控制器有2类,一种是集成了usb接口的单片机,如ypress公司消费的ez2usb(基于8051)系列芯片y768013、y764613等;另一种是单独的usb控制器,如p

4、hilips公司的pdiusbd12、isp1581,nethip公司的net2888,natinal公司的usbn9603、usbn9604等。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pu,必须选择微处理器来进展协议处理和数据交换。本系统选择了片上不带pu的性价比拟高的usb2.0控制芯片isp1581,它完全符合usb2.0标准,传输率可达480bps,采用isp1581可以快速开发出高性能的usb2.0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ar芯片s344bx。1.

5、2ars344bx的工作原理s344bx微处理器是由sasungeletrnis.,ltd为手持设备设计的低功耗、高度集成的基于ar7tdi核的微处理器。s344bx具有丰富的内置部件，包括：8kbahe,内部sra，ld控制器，带自动握手的2通道uart，4通道da，系统管理器片选逻辑，fp/ed/sdra控制器，代用p功能的5通道定制器，i/端口，rt，8通道10位ad，-bus接口，s-bus接口，同步si接口和pll备频器。s344bx采用了一种新的总线构造，即sabasasungarpu嵌入式微处理器总线构造和0.25u工艺的s标准宏7单元和存储编译器。它的低功耗精简和出色的全静态设

6、计特别适用与对本钱和功耗敏感的应用。1.2.1s344bx中断概述ar7tdi具有外部中断(irq)、快速中断(fiq)和软件中断sftareinterrupt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ar7tdi内核的微处理器来说，中断是作为一种异常来处理的。s344bx的中断控制器可以接收来自30个中断源的中断恳求。这些中断源来自da、uart、si等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fiq快速中断恳求或irq通用中断恳求向ar7tdi内核发出fiq或irq中断恳求。实际上最初a

7、r7tdi内核只有fiq和irq两种中断，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上下来进展处理。特别的是，为理解决一般的中断形式在进入所需的效劳程序前需要很长的中断反响时间的问题，s344bx提供了一种新的中断形式矢量中断形式。它具有is构造微控制器的特征，可以缩短中断反响时间。1.2.2s344bx中断处理流程s344bx处理器的中断处理与其他处理器的处理形式根本上是一致的，只是由于引入了几种不同的处理器形式，使中断处理变得更容易。中断处理的典型步骤如下：第1步：保存现常当系统出现中断时，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p值到lr(链接存放

8、器)中，保存当前程序运行状态psr到程序状态保存存放器spsr中。由于ar7tdi采用了三级流水线构造，此时的p值实际上等于当前指令地址加上8ar指令时，那么返回时还需要将保存的p值减4，得到当前指令的下一条指令。第2步：形式切换。设置当前程序状态psr中相应的位，使处理器进入相应的执行形式。如当进入fiq形式时，制止fiq中断。第3步：获取中断源。如irq中断，都从向量地址0 x18处开场执行，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形式，包

9、括恢复中断处理用到的所有存放器、恢复被中断的程序状态到当前程序状态psr，并跳转到被中断的主程序。2usb设备驱动程序的开发当外设连接到主机上的usb接口时，主时机检测到新硬件，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dll。该dll由四局部组成：lassiinterfaefuntins、eeprinterfae、extendedapi和ft-in32api。lassiinterfaefuntins中包括ft_pen、ft_read、ft_rite、ft_lse、ft_settieuts等函数。基于inds2000和xp的usb设备驱动程序采用in32设备驱动模型d(in32

10、driverdel)。usb数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usb设备,同时建立主机与设备之间的通信。d驱动程序具有标准的模型,我们使用开发工具包driverstudis中的driverrks进展usb总线驱动程序的开发,利用其向导功能生成驱动程序框架,然后根据详细情况添加适当代码,经过编译、调试,构造驱动程序.sys文件。使用driverrks还可以生成驱动程序的安装文件(inf文件),用以将usb设备及接口安装在主机上。这个过程是非常方便、快捷的。3.结论随着数据传输技术的飞速开展,在数据传输系统中采用usb接口进展数据的高速传输已经得到非常广泛的应用。本系统通过ar芯片s344bx进展usb接口的控制，在主机端用vb编写了usb软件，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缺乏，具有很好的应用前景。当然，在基于usb接口的数据传输系统中,包括固件程序、d设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根