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文档简介
毕业设计/论文开题报告课题名称基于USB的微控制器大容量存储技术的研究院系机电与自动化学院专业班电气0906姓名冯文波评分指导教师华中科技大学武昌分校毕业设计开题报告撰写要求1.开题报告主要内容1)课题设计的目的和意义;2)课题设计的主要内容;3)设计方案;4)实施计划。5)主要参考文献:不少于5篇,其中外文文献不少于1篇。2.撰写开题报告时,所选课题的课题名称也不得多于25个汉字,课题设计份量要适当,设计中必须是自己的设计内容。3.开题报告的字数不少于2000字(艺术类专业不少于1000字),格式按《华中科技大学武昌分校本科毕业设计/论文撰写规范》的要求撰写。4.指导教师和责任单位必须审查签字。5.开题报告单独装订,本附件为封面,后续表格请从网上下载并用A4纸打印后填写。6.此开题报告适用于全校各专业,部分特殊专业需要变更的,由所在系在基础上提出调整方案,报学校审批后执行。华中科技大学武昌分校学生毕业设计开题报告学生姓名冯文波学号20091131224专业班级电气0906系别机电与自动化学院指导教师职称课题名称基于USB的微控制器大容量存储技术的研究1课题设计的目的和意义随着计算机技术的不断发展,系统中数据量在不断增大,对数据传输速度的也越来越高。现有的各类串行接口都存在着不同的缺点,越来越难以满足要求。USB(UniversalSerialBus,通用串行总线)是一种应用在计算机领域的新型接口技术,它and是一种快速、双向、同步、廉价,并支持热插拔功能、即插即用(PlugPlay)的串行接口。USB技术的出现为外设的连接提供了一个很好的解决方案。通用计算机系统中由于操作系统(Windows、Linux)中全面支持USB接口的各类协议,这使得越来越多的设备使用USB接口作为与计算机通讯和传输数据的工具。从USB问世到协议规范2.0版本,USB在不断自我完善并走向成熟。从普通计算机用户、计算机工程师,到硬件芯片生产厂商,都已经完全认可了USB。厂商对于USB的硬件和软件支持的也越来越完备。现在开发一个USB外设产品,所需要投入的成本和时问大大降低了,几年前是没有办法做到这一点的。但是,随着USB应用领域的逐渐扩大,人们对于USB的期望也越来越高,希望USB能应用在各种计算机领域中,尤其是在移动数据领域中,希望能通过PDA等移动设备直接和USB外设通信,使得USB能应用在没有PC的领域中,但这正是USB的一个致命的弱点。USB的拓扑结构中居于核心地位的是Host(也称为主机),任何一次USB的数据传输都必须由主机来发起和控制,所有的USB外设都只能和主机建立连接,任何两个外设之间或是两个主机之间无法直接通信。而目前大量扮演主机角色的是PC。因此,我们目前所买到和使用的USB移动设备,都是USB的外设(Device),比如USB的移动硬盘、USB接口的数码相机等等。所有这些设备都只能与PC进行文件和数据交换。没有了PC,这些设备就“失灵”了。因此,“如何将USB应用到嵌入式领域?如何实现USB点对点的通信?”等问题形成了新的需求,嵌入式的USB主机成了新的研究的热点。作为计算机系统的另外一个分支嵌入式计算机系统,随着嵌入式技术的不断发展,出现了嵌入式操作系统(例如:uClinttx、VxWorks、UC/OS等)。嵌入式操作系统的出现为嵌入式计算机系统提供了开发平台,使得嵌入式计算机能像PC机那样在操作系统的支持下全面支持USB技术。但是由于平台昂贵的价格和必须高端处理器与之配套等因素,使得USB只有在高端产品中才能得以应用。我们知道嵌入式微控制器也就是我们常说的单片机,在电子技术高速发展的今天仍占有重要的位置,约占70%的市场份额,是当前嵌入式系统的基础。由于无法得到嵌入式操作系统的支持要想实现USB接口比较困难。如何在单片机上实现USB接口的研究是很有意义和实用价的。西安科技大学硕士学位论文目前国内外芯片生产厂家通常提供两类USB接口芯片,从内部结构上可分为有内部处理器和没有内部处理器两类。以Cypress公司的EI--USBFX2为例,它内部含有8051处理器。而Cypress公司的SL81lHS芯片就是内部不含处理器的USB接口芯片。这两类芯片各有优缺点,针对不同的应用环境和开发条件实现方法有所不同。针对不同的用途国内外很多公司都提供了不同的解决方案。而在嵌入式的USB主机方面所做的研究和设计大都是采用MCU(MPU)+USB主控接口芯片的模式。作为USB的延伸,USB主控接口芯片只有少数的公司提供,现在比较成熟的有Cypress公司的SL811HS和Philips公司的ISPll61。SL811HS是CYPRESS公司2002年的新产品,支持USBl.1协议,由于其技术比较成熟,市场的供给充足,因而目前应用较为广泛。ISPll61是Philips公司推出的世界上第一块集主/从控制器于一体的16位芯片,一般用于DSP及一些嵌入式系统中,它的应用方向是一些手持数码设备。基于这两个主控芯片,国内外的嵌入式产品厂家展开了广泛的研究,希望能够在嵌入式产品的世界中有更多USB产品出现。鉴于单片机所占有的广阔的市场空间,基于单片机嵌入式USB主机控制器的研究具有一定的领先性和前瞻性。现在一些大学和公司己经开始了有关这方面的研究,从事这方面研究工作的除了有清华大学、浙江大学等高等院校,还有一些便携式设备的生产厂家。在一些工业现场中,某些场合例如温度、压力过高或者测试地点需要移动等,进行数据采集及数据交换时使用PC机十分不便,而利用USB移动类存储设备就可以很方便的解决这个问题。现有的典型产品有飞机黑匣子、汽车黑匣子(数据记录仪)、测厚仪、探伤仪、手持式数据采集器等等。1.2本文所做的主要工作嵌入式USB系统的研究和开发将更进一步拓宽USB接口技术的应用领些设备都只能与PC进行文件和数据交换。没有了PC,这些设备就“失灵”了。因此,“如何将USB应用到嵌入式领域?如何实现USB点对点的通信?”等问题形成了新的需求,嵌入式的USB主机成了新的研究的热点。作为计算机系统的另外一个分支嵌入式计算机系统,随着嵌入式技术的不断发展,出现了嵌入式操作系统(例如:uClinttx、VxWorks、UC/OS等)。嵌入式操作系统的出现为嵌入式计算机系统提供了开发平台,使得嵌入式计算机能像PC机那样在操作系统的支持下全面支持USB技术。但是由于平台昂贵的价格和必须高端处理器与之配套等因素,使得USB只有在高端产品中才能得以应用。我们知道嵌入式微控制器也就是我们常说的单片机,在电子技术高速发展的今天仍占有重要的位置,约占70%的市场份额,是当前嵌入式系统的基础。由于无法得到嵌入式操作系统的支持要想实现USB接口比较困难。如何在单片机上实现USB接口的研究是很有意义和实用价的。2课题设计的主要内容嵌入式USB系统的研究和开发将更进一步拓宽口技术的应用领域,在数据存储和交换领域具有很好的应用前景,将为嵌入式系统的开发带来全新的天地。本文从USB总线的结构入手,通过分析USB总线结构、USB主机构造和优盘文件系统,构建一个不含操作系统的微控制器实验模型(MCU+USB主控接口芯片),通过USB接口芯片SL811HS实现了对优盘的读、写等操作,并在此基础上尝试移动硬盘的接入。设计即包括硬件电路的设计,同时也包括各种底层协议的程序实现和Mass储和交换的解决方案Storage协议的实现等。3设计方案1.介绍USB总线,分析USB协议和嵌入式系统中主机应具备的功能。2.介绍USB设备类(以海量存储类协议为主)以及如何在嵌入式系统中实现USB接口。3.构建MCU+USB接口控制芯片实验模型,完成硬件电路部分设计。4.针对USB主机的软件需求,在单片机系统中编程实现USB协议栈、USB大容量存储类协议以及在PC领域应用广泛的FAT文件系统,并结合流程图详细的阐述程序设计过程。4实施计划5主要参考文献(不少于5篇,其中外文文献至少1篇)指导教师意见指导教师签字:年月日答辩小组意见:组长签字:年月日教研室审查意见:教研室负责人签字:年月日院系审查意见:院系负责人签字:(公章)年月日(此表由学生填写,指导教师、答辩小组、教研室、院系签署意见)附件8毕业设计/论文外文文献翻译院系机电与自动化学院专业班级电气0906姓名冯文波原文出处评分指导教师华中科技大学武昌分校20年月日
毕业设计/论文外文文献翻译要求:(此页打印在封面反面)1.外文文献翻译的内容应与毕业设计/论文课题相关。2.外文文献翻译的字数:非英语专业学生应完成与毕业设计/论文课题内容相
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