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基于USB总线的单向数据传输系统研究

作　者: 魏华
导　师: 刘嘉勇
学　校: 四川大学
专　业: 信号与信息处理
关键词: USB总线单向传输 SPI总线主机从机
分类号: TP336
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
下　载: 443次
引　用: 7次
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内容摘要

USB总线是一种通用串行总线,以其方便易用、快速、价格低廉的特性,已经被广泛应用于各种数据传输设备。现在大部分的PC主机都有USB接口,有人预言未来所有的总线接口都将被USB技术统一。USB接口技术为PC主机间的数据传输提供了便捷的解决方案。在某些特定的场合,例如在安全性要求很高的内部网络与公共internet网络之间传输文件,要求文件及数据只能由连接到公网的PC主机传输到连接在内部网络中的某台PC主机,即单向安全快速的传输文件及数据,即使内部网络上的主机系统被非法控制的情况下,文件及数据也无法实现反向传输。利用USB总线可实现文件及数据的快速传输,利用单片机的控制特性可在硬件层实现单向的可靠控制传输。本文实现了一种利用USB接口技术在两台PC主机之间单向安全传输文件的解决方案。我们设计了一个USB设备,它有两个USB总线接口,分为主机端和从机端,可分别连接两台PC主机的USB接口,文件及数据只能由主机端发往从机端,而不能反方向传输。由P89V51RD2单片机作为主控MCU,选用PDIUSBD12作为USB总线控制器,MCU通过对PDIUSBD12器件进行初始化及USB事件响应处理来实现数据传输。我们通过硬件及软件两方面来保证数据传输的单向性。第一,在硬件层,P89V51RD2有SPI总线接口,可设置为主机和从机,利用SPI总线的接口特性,其MOSI引脚为主机输出/从机输入数据线,MISO为主机输入/从机输出数据线,在SPI总线工作时,两条线上的数据传输方向是相反的,双向的。在硬件设计时,我们只连接了主机与从机的MOSI引脚,MISO引脚则没有连接,这样数据只能由主机到从机这一方向传输,反向的传输则没有硬件传输通道。第二,利用光耦器件的特性。光耦器件的信号传输也是单向的。软件层,设备主机端由固件程序的USB中断服务程序中接收PC主机发来的数据并在该中断中通过SPI总线发送到从机端的MCU,主机端没有从SPI总线读数据的服务程序,也没有MCU通过USB总线向PC机发送数据的服务程序;从机

全文目录

第一章概述  8-11
  1.1 引言  8-9
  1.2 课题的提出  9-11
第二章 USB通用串行总线及相关技术  11-36
  2.1 USB总线概述  11-21
    2.1.1 USB系统构成  12-13
    2.1.2 USB设备的枚举过程  13
    2.1.3 USB的分组标识  13-15
    2.1.4 USB标准设备请求  15-17
    2.1.5 USB设备的描述符  17-21
  2.2 PDIUSBD12器件介绍  21-28
    2.2.1 器件描述  21-23
    2.2.2 端点描述  23-25
    2.2.3 PDIUSBD12命令  25-28
  2.3 带有SPI总线的P89V51RD2单片机介绍  28-33
    2.3.1 功能描述  29-32
    2.3.2 SPI描述  32-33
  2.4 向前纠错  33-36
第三章单向数据传输系统硬件设计  36-43
  3.1 硬件系统综述  36
  3.2 P89V51RD2单片机主／从机单向数据传输控制模块  36-41
    3.2.1 复位电路  37-38
    3.2.2 时钟系统  38
    3.2.3 电源系统  38-39
    3.2.4 SPI总线系统  39-41
  3.3 PDIUSBD12与单片机接口及USB总线模块  41-43
    3.3.1 PDIUSBD12与单片机接口  41-42
    3.3.2 PDIUSBD12 USB总线电路设计  42-43
第四章单向数据传输系统软件设计  43-58
  4.1 单片机固件软件程序设计  43-54
    4.1.1 软件框架  43-45
    4.1.2 软件流程及功能实现  45-54
  4.2 单向数据传输USB应用程序设计  54-58
第五章实验结果与展望  58-60
参考文献  60-62
致谢  62-63
声明  63

基于USB总线的单向数据传输系统研究

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