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嵌入式USB主机在车载多媒体视音系统中的应用研究

作　者: 邱志刚
导　师: 王建平
学　校: 合肥工业大学
专　业: 检测技术与自动化装置
关键词: USB主机接口嵌入式操作系统μCOS-Ⅱ Mass Storage协议 FAT文件系统
分类号: U463.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 93次
引　用: 2次
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内容摘要

通用串行总线USB(Universal Serial Bus)是目前流行的外设总线之一,具有低耗、高速、可热插拔、易于扩展和使用灵活等优点,在工业界已经获得了广泛的支持和应用。尤其是随着嵌入式产品应用领域的日益增长,支持USB技术的产品和设备越来越多,使得嵌入式USB主机的研究成为USB开发领域的一个方向。本课题研究在微控制器系统中,把嵌入式USB主机接口作为一个功能模块,实现了车载多媒体视音系统嵌入式USB主机的的实际应用。 1、系统地介绍了基于VirgineG2.0多媒体微控制器的车载多媒体视音系统的硬件总体结构,设计出基于ISP1161A1的USB主机接口。 2、移植了嵌入式实时操作系统μC/OS-Ⅱ,由操作系统负责系统的全部软硬件资源分配、调度工作、控制并协调并发工作,使系统具有良好的实时处理能力。 3、开发出基于VirgineG2.0多媒体控制器的USB主机系统软件,移植了ZLG/FS文件系统,嵌入了USB总线协议,实现与USB设备直接交换数据之功能,以及对FAT16格式文件的读、写及删除等功能。本文采用ZRVG2仿真板和EISC Studio开发软件,在VirgineG2.0和μC/OS-Ⅱ操作系统平台上完成了U盘的读/写测试,并验证其结果是可行的。

全文目录

第一章绪论  14-17
  1.1 车载多媒体视音系统的发展概况  14
  1.2 USB总线技术在车载视音系统中的应用  14-16
  1.3 论文研究的主要内容及意义  16
  1.4 论文结构  16-17
第二章嵌入式USB主机系统技术  17-31
  2.1 USB总线技术  17-21
    2.1.1 USB总线的系统架构  17-19
    2.1.2 USB数据通信协议  19-21
  2.2 嵌入式USB主机系统及其协议  21-23
    2.2.1 USB主机系统结构  21-22
    2.2.2 USB主机控制器  22
    2.2.3 主控制器驱动程序  22-23
    2.2.4 USB核心驱动程序  23
  2.3 设备类协议  23-28
    2.3.1 USB HID设备类协议  24-25
    2.3.2 USB Mass Storage类协议  25-28
  2.4 FAT文件系统  28-31
    2.4.1 FAT文件系统结构  28-29
    2.4.2 Flash盘的FAT结构  29-31
第三章车载多媒体视音系统硬件设计  31-47
  3.1 车载视音系统设计的功能要求  31
  3.2 车载多媒体视音系统总体设计  31-32
  3.3 车载多媒体视音系统硬件模块设计  32-47
    3.3.1 核心控制器VG2模块  32-34
    3.3.2 存储模块电路设计  34-35
    3.3.3 时钟和复位模块设计  35
    3.3.4 系统电源模块设计  35-36
    3.3.5 键盘模块设计  36-37
    3.3.6 LCD汉显模块设计  37-38
    3.3.7 视频叠加模块设计  38-40
    3.3.8 音响控制模块设计  40-41
    3.3.9 音视频切换模块电路设计  41-42
    3.3.10 电视板接口模块设计  42
    3.3.11 屏显参数接口模块设计  42
    3.3.12 嵌入式USB主机接口模块设计  42-47
第四章基于VG2.0控制的嵌入式USB主机系统软件的设计  47-62
  4.1 嵌入式USB主机系统软件设计思路  47-48
    4.1.1 USB主机协议框架  47
    4.1.2 USB主机系统的实现内容  47-48
    4.1.3 设计USB设备类驱动软件  48
    4.1.4 设计USB用户软件  48
  4.2 PTD数据结构  48-49
  4.3 USB主机控制器驱动HCD接口函数设计  49-51
  4.4 USB核心驱动软件的模块设计  51-55
    4.4.1 传输模块  52-53
    4.4.2 设备创建模块  53-54
    4.4.3 USB标准命令请求模块  54
    4.4.4 释放设备处理模块  54-55
    4.4.5 总线传输管理模块  55
  4.5 USB设备类驱动程序设计  55-58
    4.5.1 HUB设备驱动程序模块设计  55
    4.5.2 HID设备底层驱动程序模块设计  55-57
    4.5.3 Mass Storage类设备驱动设计  57-58
  4.6 FAT文件系统的实现  58-62
    4.6.1 文件系统驱动程序模块  59-60
    4.6.2 逻辑盘信息管理模块  60-61
    4.6.3 高速缓存管理模块  61
    4.6.4 文件分配表管理模块和文件目录表管理模块  61
    4.6.5 文件管理模块和目录管理模块  61-62
第五章嵌入式实时操作系统μC／OS-Ⅱ的移植与任务实现  62-75
  5.1 操作系统μC／OS-Ⅱ在VG2上的移植  62-66
    5.1.1 操作系统μC／OS-Ⅱ的介绍  62
    5.1.2 实时操作系统μC／OS-Ⅱ的移植  62-66
  5.2 任务的划分和实现  66-75
    5.2.1 主程序设计  67
    5.2.2 按键中断程序  67-68
    5.2.3 键盘扫描任务  68-69
    5.2.4 音响控制任务  69-70
    5.2.5 音视频显示任务  70-72
    5.2.6 USB主机服务任务  72
    5.2.7 文件系统操作U盘任务  72-73
    5.2.8 FAT文件系统管理任务  73-74
    5.2.9 喂狗任务  74-75
第六章系统验证  75-79
  6.1 VG2开发平台  75-76
  6.2 USB主机接口目标板  76
  6.3 USB主机系统软件仿真  76-79
第七章结论  79-80
附表1：普通键盘编码定义  80-81
部分程序清单  81-88
参考文献  88-90
勘误表  90

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