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1、基于USB接口的单片机与PC机通信摘要： 随着计算机技术的发展，单片机的应用也越来越广泛，如：在工业控制、数据采集、家用电器以及仪器仪表自动化等许多领域都起着十分重要的作用。但在实际应用中，在要求数据量大的应用场合，单片机往往难以胜任，而PC机着重发展海量高速数值运算技术，其控制能力是有限的。这时使用多个单片机结合PC机组成分布式系统是一个比较好的解决方案，这样单片机与PC机的数据通信技术就变得十分重要。采用USB通信芯片CH375的方法简单，不必考虑复制的协议，是通信的好选择。关键词：单片机；CH375；USB；协议 The Design of the communication betwe
2、en MCU and PC which is based on USB interfaceAbstract：With the development of computer technology, the application of SCM more and more widely, such as: in industrial control, data acquisition, household appliances and instrumentation automation, and many other areas plays a very important role. But
3、 in practical applications, the large amount of data in requirements applications, the microcontroller is often difficult to competent, and PC to stress the development of mass high-speed numerics technology, and its control ability is limited. When using multiple microcontroller combined with PC un
4、it into a distributed system is a better solution, so the SCM and PCs data communication technology becomes very important.Using USB communication method is simple, not need consider replication protocol, is communications good choice.Keywords：Single Chip Microcontroller; CH375;USB;Agreement1 前言自单片机
5、出现至今，单片机技术已走过了近20年的发展路程。纵观20年来单片机发展历程可以看出，单片机技术的发展以微处理器(MPU)技术及超大规模集成电路技术的发展为先导，以广泛的应用领域为拉动，表现出较微处理器更具个性的发展趋势。与此同时在市场上以单片机为核心控制器的产品更是层出不穷，各种家用电器、智能仪器仪表、医疗器械、机电一体化、实时工业控制、交通领域无不用到单片机。从目前单片机的发展趋势来看，单片机控制技术已成为电子设计技术及计算机技术不可缺少的一个重要部分，因此单片机系统在电子世界里有着较好的前景，进行单片机的系统开发设计在当今电子领域有着重大的意义。而在目前的许多实时工业控制和数据采集系统中，
6、多采用PC机作上位机和多个单片机作下位机的主从式系统。在主从分布式控制系统中，单片机主要完成实时数据采集，被采集数据经初步处理后传送给主机。主机将从机发送来的数据进行处理后随时向用户提供各种统计报表。主机同时根据从机接收的过程参数进行判断处理，并给从机(单片机)发送各种控制命令。在这样的分布式控制系统中，就需要实现主机向从机发送数据或主机从从机接收数据，即单片机与微机的通信，这样便可以弥补单片机在数据处理方面的不足和PC机在控制方面的欠缺。2 发展现状目前计算机的USB接口已经大量使用，一般每台计算机都有2到4个USB口。USB口已经开始逐步取代传统的PS/2鼠标口、PS/2键盘口、CENTR
7、ONICS打印口、RS-232串口等。USB将是未来重要的PC机工业通信接口之一，用于实现工业通信以及存储、编程等。在USB技术逐步普及于工业通信的今天，本文回顾USB工业通信产品的发展过程。先回顾我国USB产品的开发成就，我们不得不提到著名的深圳朗科公司。是他首次提出了“优盘”的名称，是他取得了全球领先的USB外部存储装置的专利知识产权，并且据说后来以此专利起诉打败了著名的日本SONY公司。尽管在朗科的U盘出现之前国内已经有IBM随电脑一道赠送的“IBM存储钥匙”，其实就是U盘，但是象IBM这样连微硬盘部门都出售给日立公司的蓝色巨人是看不上这小小的存储钥匙（storage key）的。这样的
8、失误虽然远远轻于请MICROSOFT公司为IBM PC写DOS操作系统，但是也成就了一个中国的朗科以及后来国内的整个U盘市场，尽管今天的朗科还远远没有达到MICROSOFT的规模。当时早期的朗科U盘采用的是PHILIPS公司的PDIUSB12的USB接口芯片加三星的FLASH存储器，朗科当时还出售PDIUSB12的开发系统可用于开发U盘等产品。不到一年后，同样在深圳的另外一家公司鲁文公司开发出了号称是全球第一个无须驱动程序的U盘（取名为“易盘”），可以在Windows me下无须驱动程序。因为无驱才会有后来的巨大的市场。虽然以上是国内USB产品开发历程的简单回顾并不是USB串口通信领域产品的回
9、顾，但是正是因为中国人开发U盘技术让我国在世界计算机外设方面占了一席之地的成就鼓舞了后来国人在USB串口通信领域的产品开发，也正是当时朗科出售的USB开发系统带动波仕电子开始了USB串口通信产品的开发。况且工业通信和工业测量控制领域都是国人的传统强项，始终是国货占据绝大部分市场。3 总结与展望USB技术的推出，可能是近代来计算机技术最重要的发展，因为USB的出现让IT产业的接口产生很大的革命，后来的影响不仅在IT产业，连消费性电子产业也到处可见USB的接口，因此USB的成功是无庸置疑的。除了在个人计算机、笔记本电脑、小笔电都是100的标准配备外，我们也可以轻易在手机、LCDTV、打印机、复印机
10、等消费性电子产品上发现USB的踪迹，笔者甚至看过连瑞士小刀上都有USB界面，由此可知USB真是无所不在。就这一点，我们不得不佩服Intel与Microsoft在lT产业强大的影响力，在这两家厂商的连手之下，USB硬是把另一个接口一1 394给比下去，成为主导lT设备与消费性电子产品通讯接口的标准。虽然USB目前有很高的应用范畴与Installationbase(估计自1 996推出USB 1 O规格，已有60亿的installation base，而且以每年20亿的数目持续增长)，但是当初USB-IF规划USB的规格时并未很有规划的将USB接口的技术蓝图整个揭橥于世，并未像后来的SATA-IO
11、于2001年规划SATA的技术发展蓝图时，一开始就将SATA分为1.5 Gbps、3.0 Gbps与6.0 Gbps三个世代(请参考表1之比较表)，感觉上比较像是在且战且走；所以自2000年推出USB 2.0规格后，虽然将USB 2.0的带宽大幅从1 2Mbs提升至480Mbs，但是我们都知道lT产业的发展定律是带宽永远不嫌多，储存容量也永远不嫌多，所以很快的大家就觉得USB 2.0已经不敷使用，也因此一直有公司力主要持续推出USB 3.0的规格，但是这些声音也仅止于大家的讨论，USB-IF一直未正式回应是否有USB 3.0的规划，一直到2007年9月1 8日在美国举办的IDF，PatGels
12、inger说明了USB 3.0的规划，USB 3.0的发展才确定下来。参考文献1 萧世文,宋延清. USB 2.0 硬件设计M. 北京:清华大学出版社,2006.5:342 李全利,迟荣强. 单片机原理及接口技术M. 北京:高等教育出版社,2003.4:193 南京沁恒公司. USB 总线接口芯片CH375中文手册EB/OL. 4 周坚. 单片机C语言轻松入门M. 北京:北京航空航天大学出版社, 2006:75895 ST.LlashFlex51MCU PDF.SST Components Industries,2008:110,78796 李光飞,楼然苗,胡佳文等. 单片机课程设计实例指导M
13、.北京:北京航空航天大学出版 社,2004.9:1051157 钟富昭. 8051单片机典型模块设计与应用M.北京:人民邮电出版社,2007:24558 Kaminsky, W.J.Davidson, E.S.Special Feature: Developing a Multiple-In-structon-Stream Single-Chip Processor.Computer.1979, 12(12) : 66769 刑增平. Protel99SE设计专家指导M. 北京:中国铁道出版社,2004:303310 南京沁恒公司. READMEB/OL. 11 美国的德州仪器.Inc.TLC1549 data sheet. 12 张洁. 中国测试J. USB接口无线数据采集系统设计.2009,35(1):1213 曹放. 主动与从动USB接口的实现D.北京:北京出版社,200714 吴超. 基于USB接口的数据采集系统设计D.北京:北京出版社,200815 卢超. 单片机与PC通信设计J.工矿自动化.2007.5,12(5):59
