嵌入式课程设计

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1、1 1 1 绪绪 论论 1.1 课题背景与意义 通用串行总线（即 USB)是一种目前广泛应用的计算机外围串行通信标准，计算机 及通讯公司为解决个人计算机(PC-Personal Campter)外部设备接口在速度、扩展性、 易用性等方面的局限与不足，提出了一种计算机与外部设备相连接的新技术，经 USB 执行论坛规范和完善，形成了这一如今广为流行的 PC 接口工业标准.相对于 PC 传统的 串/并行接口，具有较高的数据传输率、即插即用，易扩充、热插拔等优点，从 USB 标 准颁布以来的短时间内，USB 己成为此上的标准接口，并为绝大多数 PC 外部设备如键 盘、鼠标、打印机、扫描仪和游戏手柄所采

2、纳使用，迅速占领了计算机中、低速外设 市场。在 USB 推动 PC 外部设备发展的同时，Pc 外部设备反过来也对 USB 提出更高的要 求，其中最主要的一点便是更高速率的数据传输。为此，USB 全速数据传输的 USB。 1.2 嵌入式系统的发展概况 20 世纪 70 年代：单片机出现，嵌入式系统最初的应用就是基于单片机。汽车，工 业机器，通信装置等成千上万种产品通过内部嵌入电子装置获得更佳的使用性能。 20 世纪 80 年代：嵌入式操作系统出现。商业嵌入式实时内核包含传统操作系统的 特征，使得开发周期缩短，成本降低，效率提高促使嵌入式系统有了更为广阔的应用 空间。 20 世纪 90 年代：实时

3、多任务操作系统。软件规模的不断上升，对实时性要求的提 高，使得实时内核逐步发展为实时多任务操作系统，并作为一种软件平台逐步成为目 前国际嵌入式系统的主流。 随着嵌入式设备与 Intemet 的广泛结合，手机、PDA、路由器和调制解调器等复杂 的高端应用对嵌入式处理器的性能提出了更高的要求 a 因此，以 32 位处理器作为高性 能嵌入式系统开发的核心已经是嵌入式技术发展的必然趋势。 嵌入式系统技术具有非常广阔的应用前景，其应用领域可以包括：工业控制、交 通管理、信息家电、环境监测。 2 1.3 USB 的发展概况 通用串行总线 USB 是一种外部总线规范，是计算机领域的一种新的接口技术。早 在

4、1994 年底，英特尔、康柏、IBM、微软等多家公司就已经联合提出 USB 总线规范。 在近期，USB 技术得到了飞速的发展，USB 版本已经发展到 2.0。通过 USB 接口，计算 机可以方便的和具有 USB 接口的计算机周边设备如数码相机，打印机，鼠标，键盘等 互连。由于 USB 设备即插即用，数据传输速率快，USB 接口已经取代串口，并口， IEEEl394，成为使用最广泛的电脑外围接口。 在USB推动PC外部设备发展的同时， PC外部设备反过来也对USB提出更高的要求， 其中最主要的一点便是更高速率的数据传输。为此，USBIF 在原先提供 15Mbits 低速和 12Mbits 全速数

5、据传输的 USBlx 的基础上，于 2000 年发布了支持 480Mbit s 高速数据传输的 USB 20 规范，为将 USB 推广到大容量移动存储、宽带网络产品、 数码相机和摄像机等高速外部设备提供了解决方案。USB3。0 将提供达到 48Gbps 的 理论传输速度相当于 600MB 每秒， 相比 USB 2 0 提升了 10 倍的传输速度。 新的 USB 3 0 标准能够让更多机器设备不靠外接电源即可运行使用，也使其传输速度更快。支持 USB30 的产品会在 2010 年出现。 国外利用 USB 技术开发的产品种类很多，像 USB 存储设备，USB 通讯设备，USB 小 家电等等，最近还

6、推出了 USB 接口的红外护腕、USB 指纹识别系统等，国外市场上基于 USB 的外设己经囊括几乎所有的主流数字产品， 可见国外在 USB 实用性方面已作了很多 工作，并且目前也正以很快的速度发展。 在国内，嵌入式 USB 主机系统的研究虽处于起步阶段，但也取得了一定的成绩。 朗科公司最早提出了“优盘”概念，并取得了 USB 外部存储装置专利知识产权。USB 在汽车领域也取得了飞速发展。总的来说，USB 技术在嵌入式系统已经被广泛使用，并 成为当今嵌入式开发和应用中的一个热点。 3 2 2 系统总体方案设计系统总体方案设计 2.1 系统总体结构 本应用系统是嵌入式系统和现代电子技术的综合应用，总体上由软件和硬件两个部 分组成，软件平台包括 BIOS,操作系统、驱动程序和 GU 工四个部分，每个部分都是对 硬件平台的逐级封装和调用快，是最上层应用软件运行的基础。 总体结构如图 2.1 所示 2.2 硬件方案 整个系统主要由嵌入式处理器、存储器、外围接口电路及设备三个部分组成。 2.2.1 硬件平台概述 S3C2410 S3C2410 处理器是 SAMSU