"这篇硕士学位论文主要探讨了基于单片机的USB主从机设计与实现,作者通过使用MSP430F149微处理器和ISPL362 USB接口芯片,构建了一个硬件平台,实现了USB主机和从机功能,能够进行数据的存储和交换。论文详细阐述了USB协议、MassStorage类协议以及Bulk-Only传输方法,同时设计并调试了硬件电路和相应的固件程序。最后,利用DriverWorks生成驱动程序框架,完成了Windows XP操作系统的USB设备驱动程序。"
USB固件主从结构开发涉及到的核心知识点如下:
1. **USB协议**:USB(Universal Serial Bus)是一种通用串行总线,它定义了设备间的物理连接和通信协议。USB协议包括基础的USB规范,如USB 1.1、2.0、3.x等,以及特定用途的类协议,如HID(Human Interface Device)、CDC(Communications Device Class)、Mass Storage Class等。
2. **主从结构**:在USB架构中,存在主机(Host)和设备(Device)两种角色。主机控制USB通信,发起数据传输请求,而设备响应主机的请求,执行相应的操作。主机可以连接多个设备,每个设备都有唯一的地址。
3. **MSP430F149微控制器**:由德州仪器(TI)生产的16位超低功耗微控制器,适用于各种嵌入式应用,包括USB设备的控制。
4. **ISPL362 USB接口芯片**:这款芯片作为USB通信的关键组件,提供了与MSP430F149交互的接口,实现USB协议的物理层和数据传输。
5. **MassStorage类协议**:用于存储设备,如U盘的USB通信协议。它基于SCSI(Small Computer System Interface)指令集,采用Bulk-Only传输协议,用于大量数据的快速传输。
6. **Bulk-Only传输**:USB中的传输类型之一,专用于大量数据的非实时传输,如文件传输,具有较高的传输效率。
7. **固件程序开发**:固件是嵌入在硬件设备中的软件,对于USB设备来说,固件负责处理USB通信协议,实现设备功能。文中使用IARWorkbench和BusHound等工具进行固件程序的编写和调试。
8. **驱动程序开发**:为了使操作系统识别和控制USB设备,需要编写对应的驱动程序。文中使用DriverWorks Wizard生成驱动程序框架,然后在Windows DDK(Device Driver Kit)和VC++环境下进行编译,创建Windows XP下的WDK驱动程序。
9. **硬件设计与调试**:包括控制电路、接口电路、数据存储电路、过流保护和供电切换电路等模块的设计,通过原理图和PCB布局布线实现,并进行硬件调试,确保系统正常运行。
10. **性能测试**:文中提到的读取速度为560KB/s,写入速度为312KB/s,这些性能指标是评估USB设备传输效率的重要依据。
通过以上知识点的学习和实践,开发者可以掌握USB设备的主从结构设计,实现USB通信,以及相关的硬件和固件开发。