基于单片机的串口通信模块设计dkdt.docx

1绪论1.1 研究究背景通信是指指不同的的独立系系统利用用线路互互相交换换数据，它它的主要要目的是是将数据据从一端端传送到到另一端端，实现现数据的的交换。在在现代工工业控制制中，通通常采用用计算机机作为上上位机与与下层的的实时控控制与监监测设备备进行通通讯。现现场数据据必须通通过一个个数据收收集器传传给上位位机，同同样上位位机向现现场设备备发命令令也必须须通过数数据收集集器。串串行通信信因其结结构简单单、执行行速度快快、抗干干扰能力力强等优优点，已已被广泛泛应用于于数据采采集和过过程控制制等领域域。计算机与与外界的的信息交交换称为为通信。基基本的通通信方式式有并行行通信和和串行通通信两种种。串行行通信是是指一条条信息额额各位数数据被逐逐位按顺顺序传送送的通信信方式。串串行通信信的特点点是：数数据位传传送，按按位顺序序进行，最最少只需需要一根根传输线线即可完完成，成成本低但但传送速速度快，串行通信的距离可以从几米到几千米 。随着计算算机技术术尤其是是单片微微型机技技术的发发展，人人们已越越来越多多地采用单单片机来来对一些些工业控控制系统统中如温温度、流流量和压压力等参参数进行行监测和和控制。PPC机具具有强大大的监控控和管理理能力，而而单片机机则具有有快速及及灵和的的控制特特点，通通过PCC机的RRS-2232串串行接口口与外部部设备进进行通信信，是许许多测控控系统中中常用的的一种通通信解决决方案。而随着USB接口技术的成熟和使用的普及，由于USB 接口有着RS-232(DB-9)串口无法比拟的优点，RS-232(DB-9)串口正在逐步地为USB 接口所替代。而在现在的大多数笔记本电脑中，出于节省物理空间和用处不大等原因，RS-232(DB-9)串口已不再设置，这就约束了基于RS-232(DB-9)串口与PC 机联络的单片机设备的使用范围。当前USB接口逐步取代RS-232(DB-9)串口已是大势所趋，单片机同计算机的USB通信在实际工作中的应用范围也将越来越广。本文所介绍的单片机和PC机的USB通信方法，电路简单，兼容性好，可移植性强，故可作为单片机同计算机的USB通信模块广泛应用于工业和电子产品的开发中。因此研究如何实现PC机与单片机通过USB之间的通信具有非常重要的现实意义。1.2 国内内外研究究现状 由于计计算机工工业自动动控制和和检测系系统越来来越多地地采用集集总分散散系统，而而主从式式是其中中最为普普遍的一一种方式式，因此此各种各各样主从从式总线线通信系系统的方方法不断断涌现。目目前比较较常用的的有利用用IICC总线传传输协议议设计的的主从式式总线通通信系统统，还有有的是利利用SPPI总线线传输协协议和UUSB协协议以及及串口通通信等设设计的主主从式总总线通信信系统6，77。由于主从从式总线线通信系系统采用用的方法法众多，因因此目前前国内外外一般是是根据实实际情况况而采用用不同的的方法去去实现主主从式通通信系统统的功能能8。比如如，如果果要设计计的主从从式通信信系统只只是小范范围内传传送数据据，甚至至只是板板间传送送数据，或或者要求求使用的的I/OO口很少少，而对对于数据据的抗干干扰能力力的要求求不是很很高的话话，则采采用IIIC总线线传输协协议是最最合适不不过的了了。IIIC总线线支持任任何一种种IC制制造工艺艺，并且且PHIILIPPS和其其他厂商商提供了了种类非非常丰富富的I22C兼容容芯片。作作为一个个专利的的控制总总线，IIIC已已经成为为世界性性的工业业标准。每每个器件件都有一一个唯一一的地址址，而且且可以是是单接收收的器件件（例如如：LCCD驱动动器）或或可以接接收也可可以发送送的器件件（例如如：存储储器）。发发送器或或接收器器可以在在主模式式或从模模式下操操作，这这取决于于芯片是是否必须须启动数数据的传传输还是是仅仅被被寻址。IIIC是是一个多多主总线线，即它它可由多多个连接接的器件件控制9。基本的II2C总总线规范范于200年前发发布，其其数据传传输速率率最高为为1000Kbiits/s，采采用7位位寻址。但但是由于于数据传传输速率率和应用用功能的的迅速增增加，II2C总总线也增增强为快快速模式式（4000Kbbitss/s）和和10位位寻址以以满足更更高速度度和更大大寻址空空间的需需求110。IIIC总总线始终终和先进进技术保保持同步步，但仍仍然保持持其向下下兼容性性。并且且最近还还增加了了高速模模式，其其速度可可达3.4Mbbitss/s。它它使得IIIC总总线能够够支持现现有以及及将来的的高速串串行传输输应用，例例如EEEPROOM和FFlassh存储储器111。而如果需需要远距距离传输输数据，且且对数据据传送的的抗干扰扰能力要要求有点点高，则则可以使使用RSS-4222或者者RS-4855协议进进行主从从式通信信系统的的设计12。另外外，USSB协议议则是一一种比较较新型、快快速、灵灵活的总总线传输输方法，此此通信系系统通常常只有一一个主机机，利用用此方法法设计的的通信息息有如下下特点：（1）适适用范围围广泛，适适用于数数码相机机，高速速数据采采集等多多种设备备；（22）支持持热拔插插，且此此过程由由系统自自动完成成，无需需用户干干预；（33）采用用菊花链链式的星星型总线线结构，支支持多达达1277个外设设同时连连接；（44）5MMbpss、122Mbpps和4480MMbpss的3种种速度模模式，可可以满足足不同外外设对速速度的要要求。UUSB发发展到今今天，总总共有三三种标准准：19996年年发布的的USBB1.00,19998年年发布的的USBB1.11以及刚刚刚发布布的最新新标准UUSB22.0，此此三种标标准最大大的差别别就在于于数据传传输率方方面，在在其他方方面也不不同程度度的改进进，总体体来说，就就目前的的USBB2.00而言，已已经拥有有什么出出众的性性能与传传输速率率。USSB数据据线由两两对线组组成，一一对电力力线，通通过电力力线可以以为USSB设备备提供55V电压压，允许许通过最最大电流流为5000mAA，这个个数字不不算很大大，但好好在聊胜胜于无，可可以满足足一些耗耗电量较较少的设设备的需需求，通通过特殊殊的USSB互联联设备，我我们还可可以用UUSB口口实现双双机联网网，速度度是USSB1.1的标标准达112Mbbps（11.5MMB/SS），可可惜仅能能进行简简单的数数据交换换，不能能称作真真正的网网络113,114。当所要设设计的主主从式总总线通信信系统采采用譬如如MSPP4300单片机机当主机机或者从从机时，由由于此单单片机具具有支持持SPII的片内内串行通通信接口口，所以以可以采采用SPPI总线线传输协协议进行行设计。SSPI是是英语SSeriial Perriphheraal IInteerfaace的的缩写，顾顾名思义义就是串串行外围围设备接接口115。是是Mottoroola首首先在器器MC668HCCXX系系列处理理器上定定义的16。SPPI接口口主要应应用在EEEPRROM，FFLASSH,实实时时钟钟，ADD转换器器，还有有数字信信号处理理器和数数字信号号解码器器之间。SSPI是是一种高高速的，全全双工，同同步的通通信总线线，并且且在芯片片的管脚脚上只占占用四根根线，节节约了芯芯片的管管脚，同同时为PPCB的的布局上上节省空空间，提提供方便便，正是是出于这这种简单单易用的的特性，现现在越来来越多的的芯片集集成了这这种通信信协议，比比如ATT91RRM92200。串串行外围围设备接接口SPPI是一一种同步步串行接接口，因因其硬件件功能强强，与SSPI有有关的软软件就相相当简单单，可使使MSPP4300单片机机有更多多的时间间处理其其他任务务。此时时，所设设计的系系统拥有有极低的的功耗，丰丰富的片片内外设设，卓越越的工作作性能和和方便灵灵活等优优点117。1.3 本课题题研究的的主要内内容本文研究究的内容容共分为为五个章章节，第一一章介绍绍本课题题的研究究背景和和国内外外研究现现状；第第二章介介绍串行行通信的的基本原原理；第第三章介介绍具体体USBB通信原原理；第第四章介介绍PCC机和UUSB通通信的设设计，包包括两个个方面：（1）硬件设设计：单单片机及及外围电电路设计计；（2）软件设设计：单单片机的的通信控控制程序序， PCC机的通通信程序序。第五五章对本本文的总结结。2串行通通信基础础2.1 串口通通信的基基本知识识2.1.1并行行通信与与串行通通信微机的信信息交换换有两种种方式进进行：串串行通信信方式和和并行通通信方式式。1.串行行通信串行通信信的设备备是最古古老的沟沟通机制制之一。从从IBMM个人电电脑和兼兼容式电电脑的时时代开始始，几乎乎所有的的计算机机都配有有一个或或多个串串行端口口和一个个并行端端口。顾顾名思义义，一个个串行端端口发送送和接收收串行数数据，一一次一位位数据。相相反，一一个并行行端口一一次发送送和接收收8位数数据，使使用8个个单独的的线路。提示：要要使串行行通信工工作，你你只需要要一根三三根线的的电缆1根根发送，11根用来来接收，11根接地地。对于于并行通通信，你你需要采采用8条条导线。尽管相对对较慢的的传输速速度远低低于并行行端口，串串行端口口通信依依然因为为它简单单的设备备、高的成成本效益益以及差差错可控控性强而而成为一个个受欢迎迎的连接接选项。图图2-1显示了了使用串串行口连连接到计计算机的的设备。图2-11 一些些常见的的串行设设备，调调制解调调器，鼠鼠标和路路由器虽然今天天的消费费产品中中在串行行连接的的地方使使用USSB连接接，但还还有很多多的设备备使用串串行端口口作为与与外部世世界的唯唯一连接接。一个串行行设备一一次发送送和接收收一位数数据，有有些设备备因为在在同一时时间发送送和接收收数据，被被称为全全双工设设备。其其他可以以在任何何时间发发送或接接收被称称为单双双工。开始传输输时，设设备先发发送一个个起始位位，其次次是数据据位。该该数据位位可以是是五，六六，七，或或8位，基基于商定定而定。两两个发送送方和接接收器必必须设置置为相同同的数据据通信比比特或正正确的比比特率。数数据位被被发送完完后，就就会发送送一个停停止位。一一个停止止位可以以是一位位，一个个半位，或或两位。波波特率是是数据从从一个设设备到另另一个的的传输速速度。波波特率通通常以每每秒的位位数（bbps）来来计量。注意：大大多数串串行设备备传输七七，八位位数据。为了检测测数据已已被正确确发送，一一个可选选的校验验位可以以同数据据位在一一起。一一个校验验位可以以是以下下内容：奇数，偶偶数，mmarkk，sppacee或无（空空的奇偶偶位标志志几乎总总是被使使用）。使使用校验验位提供供了一个个基本的的机制，以以检测已已发送数数据损坏坏，但不不保证检检查数据据本身的的错误。然然而，校校验位可可用于改改善完整整性数据据传送。大多数串串行端口口使用RRS2332C标标准,它它指定了了一个连连接器225针或或9针(见图22-2)。大多多数系列列设备使使用9针针连接器器。图2-22 255针和99针串行行接口2.并行行通信在计算机机和终端端之间的的数据传传输通常常是靠电电缆或信信道上的的电流或或电压变变化实现现的。如如果一组组数据的的各数据据位在多多条线上上同时被被传送，这这种传输输被称为为并行通通信，如如图2-3所示。并并行通信信时数据据的各个个位同时时传送，可可以字或或字节为为单位并并行进行行。并行行通信速速度快，但但用的通通信线多多、成本本高，故故不宜进进行远距距离通信信。计算算机或PPLC各各种内部部总线就就是以并并行方式式传送数数据的。图2-33并行通通信2.1.2串行行通信工工作模式式如果在通通信过程程的任意意时刻，信信息只能能由一方方A传到到另一方方B，则则称为单单工。如如果在任任意时刻刻，信息息既可由由A传到到B，又又能由BB传A，但但只能由由一个方方向上的的传输存存在，称称为半双双工传输输。如果果在任意意时刻，线线路上存存在A到到B和BB到A的的双向信信号传输输，则称称为全双双工。电话线就就是二线线全双工工信道。由由于采用用了回波波抵消技技术，双双向的传传输信号号不致混混淆不清清。双工工信道有有时也将将收、发发信道分分开，采采用分离离的线路路或频带带传输相相反方向向的信号号，如回回线传输输。在串行通通信中，数数据通常常是在两两个站（如如终端和和微机）之之间进行行传送，按按照数据据流的方方向可分分成三种种基本的的传送方方式：全全双工、半半双工、和和单工。但但单工目目前已很很少采用用，下面面仅介绍绍前两种种方式。1.半双双工方式式若使用同同一根传传输线既既作接收收又作发发送，虽虽然数据据可以在在两个方方向上传传送，但但通信双双方不能能同时收收发数据据，这样样的传送送方式就就是半双双工制，如如图2-4所示示。采用用半双工工方式时时，通信信系统每每一端的的发送器器和接收收器，通通过收/发开关关转接到到通信线线上，进进行方向向的切换换，因此此，会产产生时间间延迟。收收/发开开关实际际上是由由软件控控制的电电子开关关。图2-44半双工工方式当计算机机主机用用串行接接口连接接显示终终端时，在在半双工工方式中中，输入入过程和和输出过过程使用用同一通通路。有有些计算算机和显显示终端端之间采采用半双双工方式式工作，这这时，从从键盘打打入的字字符在发发送到主主机的同同时就被被送到终终端上显显示出来来，而不不是用回回送的办办法，所所以避免免了接收收过程和和发送过过程同时时进行的的情况。目前多数数终端和和串行接接口都为为半双工工方式提提供了换换向能力力，也为为全双工工方式提提供了两两条独立立的引脚脚。在实实际使用用时，一一般并不不需要通通信双方方同时既既发送又又接收，像像打印机机这类的的单向传传送设备备，半双双工甚至至单工就就能胜任任，也无无需倒向向。2.全双双工方式式当数据的的发送和和接收分分流，分分别由两两根不同同的传输输线传送送时，通通信双方方都能在在同一时时刻进行行发送和和接收操操作，这这样的传传送方式式就是全全双工制制，如图图2-55所示。在在全双工工方式下下，通信信系统的的每一端端都设置置了发送送器和接接收器，因因此，能能控制数数据同时时在两个个方向上上传送。全全双工方方式无需需进行方方向的切切换，因因此，没没有切换换操作所所产生的的时间延延迟，这这对那些些不能有有时间延延误的交交互式应应用（例例如远程程监测和和控制系系统）十十分有利利。这种种方式要要求通讯讯双方均均有发送送器和接接收器，同同时，需需要2根根数据线线传送数数据信号号（可能能还需要要控制线线和状态态线，以以及地线线）。图2-55全双工工2.1.3异步步传输和和同步传传输串行传输输中，数数据是一一位一位位按照到到达的顺顺序依次次传输的的，每位位数据的的发送和和接收都都需要时时钟来控控制。发发送端通通过发送送时钟确确定数据据位的开开始和结结束，接接收端需需要在适适当的时时间间隔隔对数据据流进行行采样来来正确的的识别数数据。接接收端和和发送端端必须保保持步调调一致，否否则数据据传输就就会出现现差错。为为了解决决以上问问题，串串行传输输可采用用以下两两种方法法：异步步传输和和同步传传输。1.异步步传输通常，异异步传输输是以字字符为传传输单位位，每个个字符都都要附加加1位起始始位和11位停止止位，以以标记一一个字符符的开始始和结束束，并以以此实现现数据传传输同步步。所谓谓异步传传输是指指字符与与字符(一个字字符结束束到下一一个字符符开始)之间的的时间间间隔是可可变的，并并不需要要严格地地限制它它们的时时间关系系。起始始位对应应于二进进制值00，以低低电平表表示，占占用1位宽度度。停止止位对应应于二进进制值11，以高高电平表表示，占占用12位宽宽度。一一个字符符占用 588位，具具体取决决于数据据所采用用的字符符集。例例如，电电报码字字符为55位、AASCIII码字字符为77位、汉汉字码则则为8位。此此外，还还要附加加1位奇偶偶校验位位，可以以选择奇奇校验或或偶校验验方式对对该字符符实施简简单的差差错控制制。发送送端与接接收端除除了采用用相同的的数据格格式(字字符的位位数、停停止位的的位数、有有无校验验位及校校验方式式等)外外，还应应当采用用相同的的传输速速率。典典型的速速率有：96000 b/s、119.22kb/s、556kbb/s等等。异步传输输又称为为起止式式异步通通信方式式，其优优点是简简单、可可靠，适适用于面面向字符符的、低低速的异异步通信信场合。例例如，计计算机与与Moddem之之间的通通信就是是采用这这种方式式。它的的缺点是是通信开开销大，每每传输一一个字符符都要额额外附加加233位，通通信效率率比较低低。例如如，在使使用Moodemm上网时时，普遍遍感觉速速度很慢慢，除了了传输速速率低之之外，与与通信开开销大、通通信效率率低也密密切相关关。 2.同步步传输通常，同同步传输输是以数数据块为为传输单单位。每每个数据据块的头头部和尾尾部都要要附加一一个特殊殊的字符符或比特特序列，标标记一个个数据块块的开始始和结束束，一般般还要附附加一个个校验序序列(如如16位位或322位CRRC校验验码)，以以便对数数据块进进行差错错控制。所所谓同步步传输是是指数据据块与数数据块之之间的时时间间隔隔是固定定的，必必须严格格地规定定它们的的时间关关系。和和异步传传输相比比，数据据传输单单位的加加长容易易引起时时钟漂移移。为了了保证接接收端能能够正确确地区分分数据流流中的每每个数据据位，收收发双主主必须通通过某种种方法建建立起同同步的时时钟。可可以在发发送器和和接收器器之间提提供一条条独立的的时钟线线路，由由线路的的一端（发发送器或或者接收收器）定定期地在在每个比比特时间间中向线线路发送送一个短短脉冲信信号，另另一端则则将这些些有规律律的脉冲冲作为时时钟。这这种技术术在短距距离传输输时表现现良好，但但在长距距离传输输中，定定时脉冲冲可能会会和信息息信号一一样受到到破坏，从从而出现现定时误误差。另另一种方方法是通通过采用用嵌有时时钟信息息的数据据编码位位向接收收端提供供同步信信息。3 USSB通信信原理简介介3.1 USBB简介USB是是英文UUnivverssal Serriall BUUS的缩缩写，中中文含义义是“通通用串行行总线”。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。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 Modem等，几乎所有的外部设备。USSB是一一个外部部总线标标准，用用于规范范电脑与与外部设设备的连连接和通通讯。UUSB接接口支持持设备的的即插即即用和热热插拔功功能。 USSB接口口可用于于连接多多达1227种外外设，如如鼠标、调制解解调器和和键盘等。UUSB自自从19996年年推出后后，已成成功替代代串口和和并口，并并成为当当今个人人电脑和和大量智智能设备备的必配配的接口口之一。 3.1.1 UUSB常常用芯片片低速 IIC，传传输速率率1.55MBiit/SSEMM78MM6122: 116PIIN,118PIIN,220PIIN,224PIIN,1112 BYTTE RRAM,2K ROMM带有AA/D，EEEPRROM，PPWM功功能,有有EP00和EPP1两个个端点。 EMM78MM6111: 220PIIN,224PIIN,440PIIN,444PIIN(QQFP),1444BYYTE RAMM ,66K RROM,A/DD,EEEPROOM, PWMM功能，有有EP00,EPP1,EEP2三三个端点点。全速速 ICC：传输输速率112MBBit/SEMM78MM6800： 220PIIN,224PIIN,440PIIN,444PIIN(QQFP),2771 BBYTEE RAAM ,6K ROMM,A/D,EEEPRROM, PWWM功能能，有55个端点点。全速速 ICC：传输输数率112MBBIT/SEMM77FF9000: 1100PPIN;1.33K RRAM,16KK FLLASHH,488MHzz (11 cllockks/ccyclle);带A/D,PPWM,SPII,USSB HHUB,BB等等功能，有有4个端端点.USSB控制制芯片：CY77C6880133，CHH3755，CPP21002， FT2232BBL， MAXX2322，TLL16CC7500等44高速速IC：传输速速度4880Mbbit/sUSSB控制制芯片：FT222322H，ccy7cc680013等等 USB接接口定义义1脚脚：VCCC 电电源2脚脚：-DD 差分分负极3脚脚：+DD 差分分正极4脚脚：GNND 接接地55USSB 22.0USSB是英英文Unniveersaal SSeriial Buss的缩写写，中文文含义是是“通用用串行总总线”。它它是一种种应用在在计算机机领域的的新型接接口技术术。早在在19995年，就就已经有有个人电电脑带有有USBB接口了了，但由由于缺乏乏软件及及硬件设设备的支支持，这这些个人人电脑的的USBB接口都都闲置未未用。119988年后，随随着微软软在Wiindoows 98中中内置了了对USSB接口口的支持持模块，加加上USSB设备备的日渐渐增多，UUSB接接口才逐逐步走进进了实用用阶段。这几几年，随随着大量量支持UUSB的的个人电电脑的普普及，UUSB逐逐步成为为个人电电脑的标标准接口口已经是是大势所所趋。在在主机端端，最新新推出的的个人电电脑几乎乎1000%支持持USBB；而在在外设端端，使用用USBB接口的的设备也也与日俱俱增，例例如数码码相机、扫扫描仪、游游戏杆、磁磁带和软软驱、图图像设备备、打印印机、键键盘、鼠鼠标等等等。USSB设备备之所以以会被大大量应用用，主要要具有以以下优点点：1、可可以热插插拔。这这就让用用户在使使用外接接设备时时，不需需要重复复“关机机将并口口或串口口电缆接接上再开开机”这这样的动动作，而而是直接接在电脑脑工作时时，就可可以将UUSB电电缆插上上使用。2、携携带方便便。USSB设备备大多以以“小、轻轻、薄”见见长，对对用户来来说，同同样200G的硬硬盘，UUSB硬硬盘比IIDE硬硬盘要轻轻一半的的重量，在在想要随随身携带带大量数数据时，当当然USSB硬盘盘会是首首要之选选了。3、标标准统一一。大家家常见的的是IDDE接口口的硬盘盘，串口口的鼠标标键盘，并并口的打打印机扫扫描仪，可可是有了了USBB之后，这这些应用用外设统统统可以以用同样样的标准准与个人人电脑连连接，这这时就有有了USSB硬盘盘、USSB鼠标标、USSB打印印机等等等。4、可可以连接接多个设设备。UUSB在在个人电电脑上往往往具有有多个接接口，可可以同时时连接几几个设备备，如果果接上一一个有四四个端口口的USSB HHUB时时，就可可以再连连上；四四个USSB设备备，以此此类推，尽尽可以连连下去，将将你家的的设备都都同时连连在一台台个人电电脑上而而不会有有任何问问题(注注：最高高可连接接至1227个设设备)。但但是，为为什么又又出现了了USBB2.00呢？它它与USSB1.1又有有何区别别？请别别急，下下面就会会谈到了了。USSB2.0规范范注意意：本文文所说的的Mbpps乃是是“兆位位每秒”，并并不是我我们日常常用的“兆兆字节每每秒”。一一字节等等于八位位。这里里有必要要先说清清楚一下下USBB2.00规范的的由来。UUSB22.0技技术规范范是有由由Commpaqq、Heewleett Pacckarrd、IInteel、LLuceent、MMicrrosooft、NNEC、PPhillipss共同制制定、发发布的，规规范把外外设数据据传输速速度提高高到了4480MMbpss，是UUSB 1.11设备的的40倍倍！但按按照原定定计划新新的USSB 22.0标标准只是是准备把把这个标标准定在在2400Mbpps，后后来，经经过努力力将它提提高到了了4800Mbpps。由于于当时制制订的标标准有了了变化，UUSB规规范就产产生了三三种速度度选择：4800Mbpps、112Mbbps、11.5MMbpss。 而而20003年66月份，当当USBB2.00标准开开始逐渐渐深入人人心之后后，USSB协会会重新命命名了UUSB的的规格和和标准，也也许当时时USBB协会的的举措只只是为了了更好的的统一标标准而不不至于混混乱，但但也许UUSB协协会没想想到这个个标准给给闪存盘盘和MPP3市场场造成一一个混乱乱的局面面。重新新命名了了USBB标准将将原先的的USBB 1.1改成成了USSB 22.0 Fulll SSpeeed（全全速版），同同时将原原有的UUSB 2.00改成了了USBB 2.0 HHighh-Sppeedd（高速速版），并并同时公公布了新新的标识识。不言言而喻，高高速版的的USBB 2.0速度度当然超超过全速速版的UUSB 2.00。目前前USBB设备虽虽已被广广泛应用用，但比比较普遍遍的却是是USBB1.11接口，它它的传输输速度仅仅为122Mbpps。举举个例子子说，当当你用UUSB11.1的的扫描仪仪扫一张张大小为为40MM的图片片，需要要半分钟钟之久。 这样的的速度，让让用户觉觉得非常常不方便便，如果果有好几几张图片片要扫的的话，就就得要有有很好的的耐心来来等待了了。 用户户的需求求，是促促进科技技发展的的动力，厂厂商也同同样认识识到了这这个瓶颈颈。这时时， CCOMPPAQ、HHewllettt Paackaard、IInteel、LLuceent、MMicrrosooft、NNEC和和PHIILIPPS这77家厂商商联合制制定了UUSB 2.00接口标标准。UUSB 2.00将设备备之间的的数据传传输速度度增加到到了4880Mbbps，比比USBB 1.1标准准快四十十倍左右右，速度度的提高高对于用用户的最最大好处处就是意意味着用用户可以以使用到到更高效效的外部部设备，而而且具有有多种速速度的周周边设备备都可以以被连接接到USSB 22.0的的线路上上，而且且无需担担心数据据传输时时发生瓶瓶颈效应应。所以以，如果果你用UUSB 2.00的扫描描仪，就就完全不不同了，扫扫一张440M的的图片只只需半秒秒钟左右右的时间间，一眨眨眼就过过去了，效效率大大大提高。不言言而喻，现现在市面面上不少少闪存盘盘和MPP3采用用的USSB 22.0，其其实就是是原来UUSB11.1的的，被UUSB协协会命名名为Fuull Speeed的的USBB2.00版本。速速度上只只有122Mbpps，与与高速版版的4880Mbbps有有很大的的差距。 而且且，USSB2.0可以以使用原原来USSB定义义中同样样规格的的电缆，接接头的规规格也完完全相同同，在高高速的前前提下一一样保持持了USSB 11.1的的优秀特特色，并并且，UUSB 2.00的设备备不会和和USBB 1.X设备备在共同同使用的的时候发发生任何何冲突。USSB 22.0 支持的的操作系系统：Miicroosofft* Winndowws* XP（所所有版本本） Miicroosofft* Winndowws* 20000（确确保已安安装最新新的服务务包） Miicroosofft WWinddowss 988SE Miicroosofft WWinddowss Mee 要启启用 UUSB 2.00：1。系系统重启启（或加加电）。 2。在在 POOST（加加电自检检）过程程中按“FF2”，进进入系统统 BIIOS 设置程程序。 3。使使用箭头头键（向向左和向向右）选选择“高高级”菜菜单。 4。选选择“UUSB 配置”并并按 <<Entter>>。 5。启启用“高高速 UUSB”。 6。按按“F110”保保存并退退出 BBIOSS 设置置程序。 ( 高高速 UUSB 2.00 控制制器现在在已经启启用，在在下一次次正常启启动周期期中，操操作系统统应该检检测到新新硬件。 3.1.2 USSB设备备USB设设备包括括Hubb和功能能设备，而功能能设备又又可以细细分为定定位设备备字符设设备等等等。为了了进一步步叙述，我们给给出端点点(enndpoointt)和管管道(ppipee)的概概念。端点：每每一个UUSB设设备在主主机看来来就是一一个端点点的集合合，主机机只能通通过端点点与设备备进行通通讯，以以使用设设备的功功能。每每个端点点实际上上就是一一个一定定大小的的数据缓缓冲区，这这些端点点在设备备出厂时时就已定定义好。在在USBB系统中中，每一一个端点点都有唯唯一的地地址，这这是由设设备地址址和端点点号给出出的。每每个端点点都有一一定的特特性。其其中包括括：传输输方式、总总线访问问、频率率、带宽宽、端点点号、数数据包的的最大容容量等等等。端点点必须在在设备配配置后才才能生效效(端点0除外)。端点0通通常为控控制端点点。用于于设备初初始化参参数等。端端点122等一般般用作数数据端点点存放主主机与设设备间往往来的数数据。管道：一一个USSB管道道是驱动动程序的的一个数数据缓冲冲区与一一个外设设端点的的连接，它它代表了了一种在在两者之之间移动动数据的的能力。一一旦设备备被配置置，管道道就存在在了。管管道有两两种类型型，数据据流管道道（其中中的数据据没有UUSB定定义的结结构）与与消息管管道（其其中的数数据必须须有USSB定义义的结构构）管道道只是一一个逻辑辑上的概概念。所有的设设备必须须支持端端点0以作为为设备的的控制管管道。通通过控制制管道可可以获取取完全描描述USSB设备备的信息息，包括括：设备备类型、电电源管理理、配置置、端点点描述等等等只要要设备连连接到UUSB上上并且上上电端点点0就可以以被访问问与之对对应的控控制管道道就存在在了。一个USSB设备备可以分分为三个个层图（如图3-1所示）。最底层是总线接口，用来发送与接收包。中间层处理总线接口与不同的端点之间的数据流通。一个端点是数据最终的使用者或提供者，它可以看作数据的源或接收端。最上层就是USB设备所提供的功能，比如鼠标或键盘等。图3-11设备层层次结构构3.1.3USBB的不同同接口与与数据线线随着各种种数码设设备的大大量普及及，特别别是MPP3和数数码相机机的普及及，我们们周围的的USBB设备渐渐渐多了了起来。然然而这些些设备虽虽然都是是采用了了USBB接口，但但是这些些设备的的数据线线并不完完全相同同。这些些数据线线在连接接PC的的一端都都是相同同的，但但是在连连接设备备端的时时候，通通常出于于体积的的考虑而而采用了了各种不不同的接接口。绝大大部分数数码产品品连接线线的接头头除了连连在PCC上的都都一样，另另外一头头也都是是遵循着着标准的的规格。USSB是一一种统一一的传输输规范，但但是接口口有许多多种，最最常见的的就是咱咱们电脑脑上用的的那种扁扁平的，这这叫做AA型口，里里面有44根连线线，根据据谁插接接谁分为为公母接接口，一一般线上上带的是是公口，机机器上带带的是母母口。UUSB A型公公口右上上面的图图片是最最常见的的USBB A型型公口常见见Minni BB型5PPin接接口：接下下来就是是在数码码产品上上最常见见的接口口了，由由于数码码产品体体积所限限，所以以通常用用的是MMinii B型型接口，但但是Miini B型接接口也有有许多种种类。MMinii B型型5Piin右面面的图为为Minni BB型5PPin接接口示意意图 这种种接口可可以说是是目前最最常见的的一种接接口了，这这种接口口由于防防误插性性能出众众，体积积也比较较小巧，所所以正在在赢得越越来越的的厂商青青睐，现现在这种种接口广广泛出现现在读卡卡器、MMP3、数数码相机机以及移移动硬盘盘上。下图图为：SSonyy F8828上上的Miini B型55Pinn接口目前前采用这这种接口口的设备备目前有有SONNY相机机、摄像像机和MMP3，OOlymmpuss相机和和录音笔笔，佳能能相机和和惠普的的数码相相机等等等，数量量相当繁繁多。常见见Minni BB型4PPin接接口：除了了前面我我们看到到的最常常见的MMinii B型型5Piin的接接口以外外，Miini B型还还有很多多种别的的接口，其其中的一一些也比比较常见见。MMinii B型型4Piin右图图为：MMinii B型型4Piin的接接口下图图为：MMinii B型型4Piin的接接口的转转接线缆缆这种种接口常常见于以以下品牌牌的数码码产品：奥林巴巴斯的CC系列和和E系列列，柯达达的大部部分数码码相机，三三星的MMP3产产品(如如Yeppp)，SSONYY的DSSC系列列，康柏柏的IPPAQ系系列产品品富士士Minni BB型4PPin Flaat接口口：Miini B型44Pinn还有一一种形式式，那就就是Miini B型44Pinn Fllat。顾顾名思义义，这种种接口比比Minni BB型4PPin要要更加扁扁平，在在设备中中的应用用也比较较广泛。富富士Miini B型44Pinn Fllat右图图为：MMinii B型型4Piin FFlatt接口这种种接口和和前面讲讲腗INNI BB型4ppin非非常类似似，但是是这种接接头更为为扁平，所所占用的的体积更更小。这种种接口常常见于以以下设备备：富