基于单片机的USB接口的设计
摘要:提出了一种基于单片机的智能仪表扩展USB接口的方法。介绍了USB接口芯片SL811 HS的结构和性能以及USB接口的硬
件电路图，详细分析了USB接口驱动程序的设计方法及FAT16文件系统的结构。利用SCSI传输命令集，通过BULK-IN和BULK-OUT
端点实现了主机与U盘设备之间的数据通信。实验和应用结果表明，该方案具有控制方便、传输速度快、存储数据稳定可靠等优点。
关键词:端点枚举配置文件系统
Abstract; The method of expanded USB interface of intelligent instrument based on single chip computer is stated. The structure and perform-
ance of the USB interface chip SL811HS, hardware circuit of USB interface are introduced, and the design method of the USB interface drivers,
structure of the FAT16 file systems are analyzed in detail. The communication between the host computer and USB disk is completed via BULK-
IN and BULK-OUT endpoint using SCSI command set. The results of experiment and application show that the scheme features convenient con-
trol, fast transmission and reliable storage of data.
Keywords; Endpoint Enumeration Configuration File system
0引言
USB (universal serial bus)是近年发展起来的一种
快速、灵活的总线接口。它最大的特点是易于使用、可
热插拔、接口连接灵活，并且能够提供外设电源冈，在
嵌人式系统及智能仪表中得到广泛的应用。而51系
列单片机以其优越的性能、成熟的技术、高性价比被广
泛应用于测控仪器等自动化领域。因此用51系列单
片机实现USB主机接口，进而实现对USB外设的控
制，对提高整个系统的数据存储、数据传输、设备控制
等性能都有很大的作用。本文论述的方案基于压强测
试仪的应用环境，在开发压强测试仪的过程中根据实
际的需求，要求能够存储大量数据，以往的解决方案是
RS-232C接口，但由于传输速度慢、在高速采样时容易
导致数据丢失，而且必须有上位机的参与，这对于室外
作业很不方便。USB接口克服了上述缺点，测试仪器
可以把采集到的数据保存到U盘，工作人员可以随时
取下U盘，将数据拿到异地进行分析，另外笔者还开
发了读写U盘的文件系统，存储的数据可以直接在PC
机上打开，不需要编写其它的分析软件。
1硬件设计
1.1 SL811 HS概述
SL811 HS是Cypress公司推出的具有主/从两种工
《自动化仪表》第27卷第8期2006年8月
作模式的USB控制器(41，遵循USB1. 1规范，可自动检
测总线速率，支持全速12 Mbps和低速1. 5 Mbps设备;
具有8位双向的数据总线，易与单片机连接;片内256
字节的SRAM(其中16字节用于工作寄存器)，用于数
据传输;可自动产生SOF和CRC5/16，简化软件工作
量;片内具有根Hub, USB口可以直接外接集线器;支
持挂起/唤醒工作模式，减少功耗;支持地址自动加1
功能，在连续读写过程中，只需设置一次地址，其内部
寄存器地址自动增加，这在大容量数据的通信中是非
常必要的。
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