摘要：USB通用串行總線是計算機外設接口的發展趨勢，將逐漸取代PC機上的RS232協議串口，因此很多傳統的RS232接口設備都將面臨一個向USB接口轉換的問題。本文以IC卡門禁考勤系統為例，提出一種方案，使傳統的RS232接口轉化為USB接口后直接通過USB總線接入PC，同時使IC卡門禁考勤設備增加了USB總線具有的熱插拔、自動配置和智能電源管理等功能；著重剖析USB通信內核，探討系統軟硬件設計方案。

關鍵詞：USB終端人機接口設備（HID）列舉

引言

USB作為一種新的PC機互連協議，使外設到計算機的連接更加高效、便利。這種接口適合于多種設備，不僅具有快速、即插即用、支持熱插拔的特點，還能同時連接多達127個設備，解決了如資源沖突、中斷請求（IRQs）和直接數據通道（DMAs）等問題。因此,越來越多的開發者欲在自己的產品中使用這種標準接口。而RS232是單個設備接入計算機時，常采用的一種接入方式，其硬件實現簡單，因此在傳統的設備中有很多采用了這種通信方式。一般的IC卡門禁考勤系統也使用RS232接口與PC機通信。如果將USB技術應用于IC卡門禁考勤系統與PC機之間的數據通信，這樣，不僅能使IC卡門禁考勤設備具備USB通信的諸多優點，而且對PC機而言還可以節余1個RS232串口為其它通信所用。

1USB系統概述

USB規范描述了總線特性、協議定義、編程接口以及其它設計和構建系統時所要求的特性。USB是一種主從總線，工作時USB主機處于主模式，設備處于從模式。USB系統所需要的唯一的系統資源是，USB系統軟件所使用的內存空間、USB主控制器所使用的內存地址空間（I/O地址空間）和中斷請求（IRQ）線。USB設備可以是功能性的，如顯示器、鼠標或者集線器之類。它們可以作低速或者高速設備實現。低速設備最大速率限制在1.5Mb/s，每一個設備有一些專有寄存器，也就是端點（endpoint）。在進行數據交換時，可以通過設備驅動間接訪問它。每一個端點支持幾種特殊的傳輸類型，并且有一個唯一的地址和傳輸方向。不同的是端點0僅用作控制傳輸，并且其傳輸可以是雙向的。

摘要：給出一種基于CH371實用USB接口的硬件設計與軟件實現。該USB接口具有硬件接口簡單、軟件編制容易、勿需了解任何USB協議或固件程序甚至驅動程序等特點，是一種非常適用于工程應用的USB接口。

關鍵詞：CH371USB接口AT89C52

通用串行總線USB（UniversalSerialBus）是由Intel、Compaq、Digital、IBM、Microsoft、NEC、NerthernTelecom七家世界著名的計算機和通信公司共同推出的新一代總線接口標準。作為一種PC機與外設之間的高速通信接口，USB具有連接靈活、可熱插拔、一種接口適合多種設備、速度高（USB1.1協議支持12Mb/s,USB2.0協議支持480Mb/s）、自動配置、無需定位及運行安裝程序、可為外設提供電源、低功耗、低成本、高可靠性等優點，因而在數碼相機、便攜式儀器、便攜式存儲設備等產品中廣泛應用。

但是，USB接口的開發一般要求設計人員對USB的標準、Firmware(固件)編程及驅動程序的編寫等有較深入的理解，因此限制了一般的硬件工程師對USB接口產品的開發使用。我們在便攜式無線抄表系統中使用的USB接口芯片CH371，使用簡單、性能卓越，價格低廉，只要熟悉單片機編程及簡單的VB或VC應用程序編程，一般的硬件工程師在極短的周期內就能很容易地開發出相應的USB產品。

1USB總線的通用接口芯片CH371簡介

CH371是一個USB總線的通用接口芯片，如圖1所示。在本地端，CH371具有8位數據總線和讀、寫、片選控制線以及中斷輸出，可以方便地掛接到單片機、DSP等控制器的系統總線上。在計算機系統中，CH371的配套軟件提供了簡潔易用的操作接口，與本地端的單片機通信就如讀寫硬盤中的文件。CH371屏蔽了USB通信中的所有協議，在計算機應用層與本地端控制器之間提供端對端的連接。使用CH371，不需要了解任何USB協議或者固件程序，甚至驅動程序，就可以輕松地將并口、串口的產品升級到USB接口。它具有以下特點：

摘要：FT245BM的主要功能是進行USB和并行I/O口之間的協議轉換。詳細介紹FT245BM芯片的工作原理、內部結構、引腳分布及功能；給出基于FT245BM接口電路的典型設計及驅動和應用軟件的編寫方法。

關鍵詞：FT245BMUSB接口并行I/O口

引言

1概述

當前，USB外設的開發是一個熱點。由于USB總線具有傳輸速度快、占用資源少及真正的即插即用等優點，越來越受到業界的青睞?？墒?，USB的開發要求設計人員對USB的標準、Firmware（固件）編程及驅動程序的編寫等有較深入的理解，因此限制了USB的開發人員；而基于FT245BM芯片的USB產品開發，能夠使研發人員在最短的周期內開發出相應的USB產品。該芯片由FTDI（FutureTechnologyDevicesIntl.Ltd.）公司推出，使用簡單、性能卓越，只要熟悉單片機編程及簡單的VB、VC應用程序編程，就可很容易地進行用戶產品開發。

2FT245BM芯片功能簡介

摘要：提出了一種全新的計算機接入局域網的方案，使多臺計算機可以方便地使用各自的USB接口接入局域網，并提供了該方案的實現方法。

關鍵詞：通用串行總線（USB）局域網

目前，在局域網內部，計算機接入局域網的傳統方法是通過在計算機主板上安裝以太網卡來實現網絡的互聯。這種接入方式需要計算機主板上有閑置的ISA或者PCI插槽，還需要上級網絡設備有足夠的接口支持。當上級網絡設備的下行接口數量不夠時，必須在這個網絡設備下面添加集線器（HUB）或者交換機（Switcher）。

針對這種情況，本文提出了一種多通用串行總線（USB）接口的局域網接入適配器。它將傳統意義上的多塊以太網卡和集線器的功能集于一身，使多臺計算機可以用各自的USB接口連接到上級網絡設備的一個下行接口，并在內部采用了比集線器功能更為更強大交換控制器，對各接口的數據流量加以控制，保證可靠地運行。

與傳統的通過以太網卡的局域網接入方式相比較，這種通過USB接口的局域網接入方式具有很多優點：安裝簡便，支持熱插拔，而且不需要在計算機內部安裝以太網卡，尤其在主板插槽緊張時節省了資源。

1系統硬件組成

摘要：介紹一種具有數據傳輸速度快、支持熱插拔和充電方便等特點的USB接口電子巡更系統；闡述電子巡更系統硬件電路及工作原野，并介紹該系統的軟件組成及流程圖。

關鍵詞：電子巡更系統信息鈕扣USB接口設備驅動程序

電子巡更系統是智能樓宇中保安系統的一個子系統。保安巡更時，需按指定的路線和時間，依次以達各個巡更點進行巡更。在此系統中，各巡更點設有信息鈕扣，保安用巡更機讀取信息鈕及當前時間。巡更完畢后，將巡更機交至安保中心，使之與計算機的USB接口相連，將存儲在巡更機中的巡更數據輸入計算機。所以，通過它可以了解保安的巡更情況，有效地管理和督促保安的工作。

1996年，Intel、Microsoft、IBM等七家公司共同推出USB1.0通用串行接口標準，隨后帶USB接口的產品陸續出現。USB接口具有速度快、支持熱插拔和即插即用、易擴展、可提供總線供電等優點。

基于USB接口的諸多優點和本設計中巡更機的特點，我們在設計巡更系統時，采用了USB接口。該電子巡更系統具有使用方便、數據傳輸速度快、易擴展、充電方便、功耗低、性價比高等優點，有效地解決了傳統巡更機的不足。

圖1巡更機硬件原理框圖

摘要：CH371是一種新型USB通用總線接口芯片。利用該芯片可在不了解任何USB協議或固件程序甚至驅動程序的情況下，輕松地將并口或串口產品升級到USB接口。文中介紹了該接口芯片的主要特點和引腳功能，給出了CH371與其它總線進行接口的幾種應用電路，同時給出了CH371與MCS-51單片機的接口程序。

關鍵詞：USB總線接口芯片CH371單片機

1引言

CH371是一種USB總線通用接口芯片。該芯片具有8位數據總線以及讀、寫、片選控制線和中斷輸出，可以方便地掛接到單片機、DSP、MCU等控制器的系統總線上；在計算機系統中，通過CH371的配套軟件可提供簡潔易用的操作接口，從而使其與本地端的單片機通訊就如同讀寫硬盤中的文件一樣簡單。由于CH371屏蔽了USB通訊中的所有協議，因而可在計算機應用層與本地端控制器之間提供端對端的連接。在不需要了解任何USB協議或者固件程序甚于驅動程序的情況下，就可輕松地將并口、串口產品升級到USB接口。

CH371的主要特點如下：

●屏蔽了USB協議，可在計算機應用層與本地端之間實現端對端的連接。

摘要：以自行開發的基于USB接口的數據采集系統為例，介紹了USB接口的硬件和軟件開發過程。

關鍵詞：USB數據采集PDIUSBD12

1USB協議和芯片選擇

理解好USB協議是USB系統開發的第一步。USB協議版本包括1.0、1.1和2.0，USBOTG是對2.0版本協議的補充。雖然USB協議內容繁多且復雜，然而，對USB開發影響較大的卻只是少數部分，以下對協議版本1.1[1]中這些部分進行介紹。

1.1USB協議

一般，每個USB設備由一個或多個配置（Configuration）控制其行為。使用多配置原因是對操作系統的支持；一個配置由接口（Interface）組成；接口則是由管道（Pipe）組成；管道與USB設備的端點（Endpoint）對應，一個端點可以配置為輸入輸出兩個管道。在固件編程中，USB設備、配置、接口和管道都用描述符報告其屬性。

摘要：DSP的高速運算性能使它在數字信號的處理上有著獨一無二的優勢，但是通常數字信號的數據量非常龐大，需要一種非常方便、高速的接口來實現與PC機的接插。本文給出一種基于DSP平臺的低成本高速USB接口方案。它采用Philips公司的PDIUSBD12接口芯片，實現DSP圖像采集系統與PC機的高速數據傳輸。最后作出的接口，其數據傳輸速率達580KB/s以上，效果很好。

關鍵詞：USBDSPPDIUSBD12圖像傳輸接口設計

引言

USB接口（UniversalSerialBus）是一種通用的高速串行接口。它最主要的特點是它的高速傳輸特性。USB1.1理論速度極限可以達到12Mb/s，USB2.0可達到480Mb/s。這樣，它可以很好解決大數據量的數據在嵌入式系統與PC機之間的互傳問題；同時，它支持熱插拔，并且最多同時支持127個外設，非常適合嵌入式系統的應用。

本次設計是在一個已有的DSP圖像采集嵌入式系統的基礎上，為它配接上一個USB1.1的接口，以達到DSP圖像采集系統高速地將圖像數據回傳到PC機中的目的。設計的要求主要有：

①在原有平臺提供的接口基礎上，加入一個低成本、高速度的USB接口；

摘要：本文介紹一款USB接口的虛擬示波器的設計方案，重點介紹了USB總線接口芯片CH371的原理及應用，降低了USB系統開發的門檻，并達到令人滿意的效果。

關鍵詞：USB接口，虛擬示波器，CH371，高速數據采集

一、引言

對于學校教學實驗以及某些特定需求來說，目前市場上的模擬及數字示波器也許并不適用，價格高昂、體積較大且很多專業功能并不實用。而現在電腦的普及程度也達到了相當的規模，利用電腦以及附加的數采模塊實現一個靈活便捷的虛擬示波器能夠滿足大多數的工作、學習和開發需要，并且可以通過較低代價的硬件和軟件升級實現相當復雜的信號處理功能，能夠以較低的成本、較小的體積實現配置靈活的智能儀器組合；完全可以與便攜電腦結合，構成便攜式檢測維修工作站。目前已經有計算機并口通信的數據采集器，但是USB的應用日趨廣泛和深入，如果將USB功能融合在里面則可以實現更高的數據傳輸率、更方便的使用方式，更為優越的體現出虛擬儀器的性能。

二、硬件設計

此虛擬示波器的數據采集器由以下功能模塊組成：前端信號變換模塊、高速模數轉換模塊、高速數據緩沖模塊、單片機控制模塊、USB接口模塊和電源模塊。前端信號變換、高速數據采集有成熟的方案并且可根據需要的指標，譬如采樣率、量程控制、采樣深度等進行設計，我們這里主要討論USB接口部分的開發。

摘要：通用串行總線(USB)是一種簡單的計算機外圍接口標準。它具有即插即用、擴展方便等優點，已成為計算機必備的一個接口。本文簡要介紹USB總線的功能、拓樸結構及其數據傳輸過程，并舉例說明USB接口的實際應用。

關鍵詞：通用串行總線USB接口外圍接口標準

一、USB接口背景

在早期的計算機系統上常用串口或并口連接外圍設備。每個接口都需要占用計算機的系統資源(如中斷，I/O地址，DMA通道等)。無論是串口還是并口都是點對點的連接，一個接口僅支持一個設備。因此每添加一個新的設備，就需要添加一個ISA/EISA或PCI卡來支持，同時系統需要重新啟動才能驅動新的設備。

USB總線是INTEL、DEC、MICROSOFT、IBM等公司聯合提出的一種新的串行總線標準，主要用于PC機與外圍設備的互聯。USB總線具有低成本、使用簡單、支持即插即用、易于擴展等特點，已被廣泛地用在PC機及嵌入式系統上。

二、USB總線優缺點