基于嵌入式技术的USB存储系统的设计与实现

论文摘要

计算机外设和数码产品的不断发展,使得各种设备之间的接口和互连成为当前亟待解决的问题。USB是现今PC机总线中应用最广泛的接口技术。在USB拓扑结构中,PC机居于核心地位,USB设备脱离PC机后将无法使用。然而在控制领域和户外测试设备这些非PC机应用场合,尤其是在嵌入式技术开发应用中,USB技术的应用并不普遍。而且很多便携式设备的存储容量一般都非常有限,USB接口的大容量存储器便成为数据存储的首选载体。该技术在嵌入式系统领域的数据实时采集、存储、处理中具有长远的实用价值。本文选用ARM7芯片LPC2387作为核心处理器,构建并实现了USB主机系统。在硬件方面,给出了各模块设计电路；软件方面,分析了USB1.1协议,其中,对USB的系统体系、数据通信模型、数据包格式、USB标准描述符进行了深入剖析,然后根据USB通讯协议重点论述了主机端软件的设计与实现方法。为了增强系统功能以及便于管理,移植了μC/OS-Ⅱ实时操作系统,采用小型文件系统ZLG/FS,实现存储器中的数据与普通计算机进行交换。利用嵌入式USB接口技术实现数据存储,该设计可以很好地应用于数据采集系统,同时也为嵌入式设备数据交换和存储提供了一种新的解决思路。这方案的设计和实现,使通用的移动存储器（如U盘）可应用到非PC机类型的设备上,使U盘方便、快捷存储数据的优势在嵌入式领域得以充分发挥

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 选题意义、背景
• 1.2 USB主机技术的应用前景
• 1.3 论文组织结构
• 第二章 USB存储系统硬件设计
• 2.1 系统硬件原理设计框图
• 2.2 LPC2387性能简介
• 2.3 电源系统设计
• 2.4 时钟系统
• 2.5 JTAG调试接口
• 2.6 液晶显示器系统
• 2.7 A/D转换器（ADC）
• 2.8 USB控制器
• 2.8.1 LPC2387 USB设备控制器简介
• 2.8.2 USB数据流
• 2.8.3 从机模式传输
• 2.8.4 DMA模式传输
• 2.8.5 LPC2387 USB硬件电路设计
• 2.9 本章小结
• 第三章 USB规范概述
• 3.1 USB体系结构
• 3.1.1 USB系统的构成
• 3.1.2 USB体系的层次结构
• 2.1.3 USB的物理结构
• 3.1.4 USB设备的逻辑结构
• 3.2 USB1.1总线接口层传输协议规范
• 3.2.1 USB包及包的基本类型
• 3.2.2 USB设备的描述符
• 3.2.3 USB标准设备请求
• 3.2.4 USB数据传输类型
• 3.3 USB总线枚举
• 第四章 USB存储系统软件设计
• 4.1 μC/OS-Ⅱ系统平台的搭建
• 4.2 LPC2387启动代码配置
• 4.2.1 处理器初始化概述
• 4.2.2 分散加载文件
• 4.2.3 定义IRQ汇编接口代码宏
• 4.3 A/D转换器配置
• 4.4 USB主机程序总体设计
• 4.5 USB固件程序设计思路
• 4.5.1 USB硬件抽象层
• 4.5.2 USB命令接口层
• 4.5.3 USB协议层
• 4.5.4 USB应用层
• 4.6 USB驱动程序设计
• 4.6.1 主机控制器的驱动程序
• 4.6.2 USB驱动
• 4.7 ZLG/FS文件系统的移植
• 4.7.1 ZLG/FS简介
• 4.7.2 ZLG/FS底层驱动程序
• 4.8 LCD模块程序设计
• 4.9 总结
• 第五章 总结及展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录