基于STM32的USB通信的设计【开题报告】.doc

1、本科毕业论文（设计）开题报告 论文中文题目 基于 STM32 的 USB 通信的设计 论文英文题目 The USB Port Design Based STM32 专业 计算机科学与技术 选题的背景和意义 USB ,是英文 Universal Serial BUS（通用串行总线）的缩写，而其中文简称为“通串线，是一个外部总线标准，用于规范电脑与外部设备的连接和通讯。是应用在 PC 领域的接口技术。 USB 接口支持设备的即插即用和热插拔功能。 USB 是在 1994 年底由英特尔、康柏、IBM、 Microsoft 等多家公司 联合提出的。 在当前的 IT 界，他应用广泛。目前主板中主要是采用

2、 USB1.1 和 USB2.0，各 USB版本间能很好的兼容。 USB 用一个 4 针（ USB3.0 标准为 9 针）插头作为标准插头，最多可以连接 127 个外部设备，并且不会损失带宽。 USB 需要主机硬件、操作系统和外设三个方面的支持才能工作。目前的主板一般都采用支持 USB 功能的控制芯片组，主板上也安装有 USB 接口插座，而且除了背板的插座之外，主板上还预留有 USB 插针，可以通过连线接到机箱前面作为前置 USB 接口以方便使用（注意，在接线时要仔细阅读主板说明书并按图连接， 千万不可接错而使设备损坏）。而且 USB 接口还可以通过专门的 USB 连机线实现双机互连，并可以通

3、过 Hub 扩展出更多的接口。 USB 具有传输速度快（ USB1.1是 12Mbps， USB2.0 是 480Mbps,USB3.0 是 5 Gbps），使用方便，支持热插拔，连接灵活，独立供电等优点，可以连接鼠标、键盘、打印机、扫描仪、摄像头、闪存盘、 MP3 机、手机、数码相机、移动硬盘、外置光软驱、 USB 网卡、 ADSL Modem、 Cable USB 通信还有以下优点： 1：符合 USB2.0 全速的规范。 2：可配置 1 到 8 个 USB 端点。 3：支持同步传输。 4：支持批量 /同步的双缓冲区的机制 5：支持 USB 挂起活回复操作 6：帧锁定时钟脉冲的生成 USB

4、通信已经成为人类通信的不可缺或的一部分。 题基本内容，拟解决的主要问题 图 1： STM32 的结构框架 基本内容： 本设计课题来源于教师教学研究，通过老师对于 USB 通信组成及工作原理有了初步的了解，再经过查阅相关的文献，确定了自己的设计方案，并开始设计 本课题主要研究 USB 通信。要想了解 USB 通信首先需要了解 USB 的功能和工作模式 . USB模块为 PC主机和微控制器所实现的功能之间提 供了符合 USB规范的通信连接。 PC主机和微控制器之间的数据传输是通过共享一专用的数据缓冲区来完成的，该数据缓冲区能被USB外设直接访问。这块专用数据缓冲区的大小由所使用的端点数目和每个端点

5、最大的数据分组大小所决定，每个端点最大可使用 512字节缓冲区，最多可用于 16个单向或 8个双向端点。USB模块同 PC主机通信，根据 USB规范实现令牌分组的检测，数据发送 /接收的处理，和握手分组的处理。整个传输的格式由硬件完成，其中包括 CRC的生成和校验。 每个端点都有一个缓冲区描述块，描述该端点使用的缓冲区地址、大小和需要 传输的字节数。 当 USB模块识别出一个有效的功能 /端点的令牌分组时， (如果需要传输数据并且端点已配置 )随之发生相关的数据传输。 USB模块通过一个内部的 16位寄存器实现端口与专用缓冲区的数据交换。在所有的数据传输完成后，如果需要，则根据传输的方向，发送

6、或接收适当的握手分组。 在数据传输结束时， USB模块将触发与端点相关的中断，通过读状态寄存器和 /或者利用不同的中断处理程序，微控制器可以确定： (1)哪个端点需要得到服务 (2)产生如位填充、格式、 CRC、协议、缺失 ACK、缓冲区溢出 /缓冲区未满等错误时 ，正在进行的是哪种类型的传输。 课题研究方法及技术路线 本课题是 研究方法 本课题主要通过实验方法进行研究。 技术路线 主要利用 Keil uVision4 对软件模块进行设计 电子原理图由 Altium Designer Summer 09 完成。 硬件设计部分主要有 STM32 芯片。 在详细的了解了 USB 通信协议的基础上，

7、基于 ARM 公司 Cortex-M3 架构的 stm 32 处理器上设计了此课题，先用 DCD 标准进行 usb 通信实验，然后在此基础上实现自己通信特点的USB 通信，并为了一提供很好的伸缩性，可以在此基础 上进一步的进行研究和开发。 4.研究的总体安排和进度计划 总体安排： 第一步，准备题目。查阅资料。 第二步，提交开题报告，准备开题。 第三步，完成作品设计并提交。 第四步，完成论文初稿并提交。 第五步，完善作品和论文打印论文。 第六步，答辩。 第七步，完成所有电子材料提交工作。 进度计划： 1.毕业论文（设计）题目 2.查阅资料，撰写综述、翻译及开题报告 3.开题答辩 4.作品设计过程

8、 5.作品验收，审核论文大纲 6.论文撰写和修改过程 7.评审、打印论文 8.答辩 9.提交所有电子材料 5.主要参考文献 1. 冯涛 秦永左著单片机开发及其应用国防工业出版社 ， 2008.1 2.刘同法，肖志刚 彭继卫著 ARM Cortex M3 内核微控制器快速入门与应用 北京航空航天大学出版社， 2009.8 3 杜春雷， ARM 体系结构与编程，清华大学出版社 2007.9 4. 宋岩译 ， Cortex-M3 权威指南，北航出版社 .2006.1 5. 王永虹 ， 徐炜 ， 郝立平 编著 STM32 系列 ARM Cortex-M3 微控制器原理与 实践，北京航空航天出版社， 2008.7 6. 陈瑶，李佳，宋宝华 编著 Cortex-M3 + C/OS-II 嵌入式系统开发入门与应用 人民邮电出版社 ， 2010.8 7. 刘荣 编著 圈圈教你玩 USB ， 北京航空航天大学出版社 ， 2009.1 8 马忠梅 ， 徐琰 ， 叶青林 编著 ARM cortex 微控制器教程 北京航空航天大学出版社 ，2010.01 9. Joseph Yiu， The Definitive Guide to the ARM Cortex-M3, Second Edition 2009 12 10 王宜怀、刘晓升著 嵌入式应用技术基础教程 ，清华大学出版社， 2009.7