AT89C51单片机嵌入式主机级USB系统硬件设计+电路图

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摘要随着USB设备越来越广泛的应用，只能够通过PC机（主机）与USB设备建立连接的方式越来越无法满足用户的需求，需要一种直接与USB设备建立联系的非PC运行方式。在这种背景下,就需要一种运用嵌入式的设计方式，以单片机为核心，以及USB接口芯片等元器件，设计一种全新的嵌入式主机USB系统。围绕USB嵌入式主机级接口的设计原理，系统的分析了USB的运行原理、USB的协议内容以及嵌入式USB的设计要求，对USB硬件系统作了全面的分析，最后利用单片机AT89C51及USB接口芯片SL811HS等元器件，设计出了一种符合要求的嵌入式主机级USB接口硬件电路。65011

毕业论文关键词 USB 嵌入式单片机 USB接口芯片

毕业设计说明书（论文）外文摘要

Title Design of Hardware of Embedded USB Host

Abstract

It is unable to meet the needs of users that only by the connection between PC and USB device while the USB devices is more and more widely used. It is necessary to establish a direct contact between USB devices by a way of non-PC running.Using embedded technology, a new system for embedded USB host is designed based on microcontroller . According to the designing principle of the system of embedded USB host , there are systematic analysis of the operating principle of USB and USB contents of the agreement as well as the design requirements of embedded USB in the article.Through the comprehensive analysis of the USB hardware system ,a hardware circuit of the interface of embedded USB host is designed with microcontroller of AT89C51 and USB interface chip of SL811HS and other components.

Keywords USB embedded microcontroller interface chip

1 前言 1

1.1 USB系统概述 1

1.2 嵌入式USB系统的产生 2

2 USB基本原理 3

2.1 USB系统的组成 3

2.2 USB电气特性 3

2.3 USB数据流模式 4

2.4 嵌入式USB主机系统的设计要求 8

3 嵌入式USB主机系统硬件设计 10

3.1 单片机及接口芯片的选择 10

3.2 具体的USB硬件电路设计与分析 14

3.3 电路中控制噪声的措施 20

3.4 电平转换电路设计 22

3.5 USB硬件电路设计总结 24

结论 25

致谢 26

参考文献 27

附录主机级USB接口电路原理图 29

1 前言

移动数据的交换和存储，一直是IT行业的热点，各种各样的移动存储设备相继出现，从最早的仅有几千字节的USB小钥匙，到可以和硬盘相比的USB移动硬盘，再到闪存等各种移动数据储存设备，使得USB接口随处可见，USB设备被应用到生活的方方面面。

1．1 USB系统概述

USB是universal serial bus 的简称，翻译过来就是“通用串行总线”，USB的特点就体现在通用两字上:它用它的易用性，稳定性，兼容性，拓展性，完备性，网络性以及低功耗性占据了广阔的市场[1]。

由于PC机的不断发展，PC机与外设的联系不断增多，旧有的接口无法满足要求，一种通用的接口体系就呼之欲出了，在共同利益的驱使下，由IEEE和TIA开发的新标准被采纳了。继USB1.1后，USB2.0与3.0也相继开发出来，满足了更高速设备的要求。USB支持即插即用，大多时候用户可以直接使用USB设备，系统会自动为USB设备安装驱动程序。USB有着广泛的软硬件支持，软件和操作系统对于USB的支持越来越强大，硬件和半导体厂商提供的USB解决方案和外设产品也越来越多。USB规范具有良好的向下兼容性,USB2.O的主控制器能很好地兼容USB1.1接口的产品，操作系统在检测到全速USB设备插入时,会自动按照12MbPs的速率进行数据传输,而其他高速USB设备并不会因为全速设备的连接而减慢它们的传输速率。此外，USB还有低廉的价格等许多优点，让它得到广泛的认同。