1、电气与电子信息工程学院电气与电子信息工程学院 单片机原理与应用课程设计报告单片机原理与应用课程设计报告 设计题目：设计题目： USB 鼠标鼠标 专专 业：业： 电子信息工程电子信息工程 班班 级：级： 姓姓 名：名： 学学 号：号： 摘要：摘要：本课程设计实现的是具有鼠标功能的单片机系统。该系 统基于 C51单片机的 USB接口设计， 该系统由最小C51单片机系统、 USB 接口模块组成。系统通过几个独立按键实现鼠标的移动、左右 键、滚轮功能。通过对系统实物调试，完成了系统设计，实现了课程 设计的要求。 前言前言 USB 是英文 Universal Serial BUS 的缩写，中文含义是“通
2、用串行总线” 。它 不是一种新的总线标准，而是应用在 PC 领域的接口技术。USB 是在 1994 年底 由英特尔、康柏、IBM、Microsoft 等多家公司联合提出的。不过直到近期，它才 得到广泛地应用。从 1994 年 11 月 11 日发表了 USB V0.7 版本以后，USB 版本 经历了多年的发展，到现在已经发展为 2.0 版本，成为目前电脑中的标准扩展接 口。目前主板中主要是采用 USB1.1 和 USB2.0，各 USB 版本间能很好的兼容。 USB 用一个 4 针插头作为标准插头，采用菊花链形式可以把所有的外设连接起 来，最多可以连接 127 个外部设备，并且不会损失带宽。U
3、SB 需要主机硬件、 操作系统和外设三个方面的支持才能工作。 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 Modem等，几乎所有的外部 设备。随着计算机硬件飞速发展，这么多的设备，如何接入个人计算机，USB 就是基于这个目的产生的。USB 是一个使计算机周边设备连接标准化、单一化 的接口， 其规格是由 Intel
4、、 NEC、 Compaq、 DEC、 IBM、 Microsoft、 Northern Telecom 联系制定的。 由于 USB 总线接口具有体积小、携带方便、热插拔等特征，国内近年来计 算机非键盘输入技术在汉字英文和数字的手写识别方面发展很快， 此项目的目的 是吸收 USB 总线和 MOTOROLA 微控制器的先进技术与手写识别技术相结合设 计生产新一代 USB 手写输入系统。除了这种系统，还有一种无线式专家评审智 能系统，需要一块具有 USB 接口的无线式数据通信接口卡，来实现中央数据处 理站计算机与各智能评分器之间的数据交换。 一、一、 总体设计方案总体设计方案 1.1 接口设计方案
5、接口设计方案 1.1.1 独立模式（独立模式（C51 外接外接 USB 芯片）芯片） 这种是纯粹的 USB 接口芯片，仅处理 USB 通信，使用时必须由外部微控制 器(MCU)进行控制，如 Philips 的 PDIUSBD12（本系统采用此芯片） ，National Semiconductor 的 USBN9604 等。 USB 接口设计独立模式说明连接外设的一种简单 模式，所有寄存器和数据的读写都是通过 C8051 的 I/O 接口来仿真。其优点是传 输数据速率较快，也可以通过接口转换，与其他功能的外设相连，具有较广泛的 适用性。但是数据吞吐速率较低，适合间歇式数据的传送。 1.1.2 集
6、成模式（集成模式（C51 内部集成内部集成 USB 芯片）芯片） 这种芯片如 CYPRESS 的 EZ-USB。 带集成的 USB 2.0 全速接口的 C51:灵活 的自可编程的闪存人机接口能力外围设备广品种包括大容量存储器接口。MCU 被 集成在 USB 接口芯片，在使用时会更加的方便可行。 1.2 系统设计方案系统设计方案 该系统由最小 C51 单片机系统、PDIUSBD12 芯片、串行通信模块组成。单片 机模拟鼠标设备发送鼠标的信息给 USB 芯片， USB 芯片负责处理单片机与电脑的 通信，串口则是用于显示调试信息。 MCU PD12 图 1.独立模式结构图 MCU USB 图 2.集成模式结构图 STC89C52 PD12 MAX232 PC 图 3.系统结构图 二、系统设计原理二、系统设计原理 2.1 USB 接口简介接口简介 USB 是一种常用的 pc 接口,它只有 4 根线，两根电源两根信号,如图 4。故信 号是串行传输的,usb 接口也称为串行口，usb2.0 的速度最
