计算机体系结构的发展正在由以“CPU”为中心向更加强调“总线”发展转变。CPU中心时期,计算机的开发以CPU为核心,为CPU制定一套标准,在设计外部设备和扩展体系结构时,受CPU制约。而目前比较强调总线发展的时期,顾名思义,通过制定不同的总线标准,去适用不同的场合,因为不同的总线体系都有一套自己的标准协议和外部设备。每一种新总线标准的出现或者是为了解决旧总线体系的缺点,或者是为了基于某种考虑来优化计算机的使用。USB总线标准的提出正是基于这个原因,用以解决传统总线标准的桎梏,引领新的计算机发展方向。而嵌入式USB系统的研究和开发更进一步拓宽了USB接口技术的应用领域,对嵌入式系统的开发带来了全新的天地。 在PC领域,伴随着USB技术的成熟,移动数据的交换和存储成为近年来IT行业的一个热点,USB既是数据交换的媒介,又是控制数据交换的核心机制。而随着USB应用领域的扩展,业界期望把USB应用到非PC应用领域,即嵌入式领域,实现USB点对点的通信。但由于认识到其基于主机的拓扑结构对诸如手机、PDA、数码相机以及其他嵌入式设备等便携设备来说有种种局限性,USB主机(USB Host)的嵌入式应用成为当今电子世界中的热门话题。从理论上说,在嵌入式系统中实现USB主机,在装载和解释USB协议栈,建立特定的设备类协议,就可以实现特定的嵌入式USB主机应用。但其主要的困难在于,在独立于操作系统之外,USB协议和其所支持的设备类协议以及所采用的相关的传输协议的复杂性以及对于计算机存储器、运算速度等的要求比较高,而嵌入式系统中除少量32位处理器以外,大量存在的是8位和16位CPU,支持USB协议和设备类协议将占用大量的系统资源。如何解决单片机的有限资源与支持复杂USB协议之间的矛盾,是构建嵌入式USB主机系统的关键所在,本课题便以此作为切入点,寻找并解决如何以最优的性价比,在资源稀少和无操作系统的嵌入式系统中,构建USB主机系统。 本课题理论与实践相结合。理论部分主要是对嵌入式系统的发展状况、趋势、需求和架构以及开发的方法和技术、USB协议栈及其设备类协议、USB数据通信结构和单片机的的体系结构等进行研究。实践部分主要是掌握开发工具,设计嵌入式USB Host模块的系统结构,搭建硬件电路,制作应用模块。编写基于W77E58单片机和USB主控芯片SL811HS的程序代码,精简USB协议,加载USB协议栈。