基于FT245BM的USB接口设计1 摘 要: 常规的USB 接口电路设计涉及较多的知识, 需要花费一定的时间和精力, 而基于FT245BM的USB接口设计则给出了一种新的USB快速设计方案。在简单介绍FT245BM芯片工作原理和功能的基础上进行了USB接口硬件电路的设计,给出了具体应用电路图。并对微控制器端和计算机端的USB接口控制软件进行了设计。针对芯片厂商提供的不同驱动程序,通过示例介绍了基于两种驱动程序下的软件设计思路。该USB接口电路在实际应用中性能良好,能够满足数据传输要求。
关键词: USB FT245BM 动态链接库 软件设计
1 基本型计算机
组成一个计算机系统的基本部分是：中央处理器CPU、存储器、输入／输出端口和把它们连接在一起的总线。虽然你在编写软件程序时可以不考虑这些概念，但编写高性能的软件却需要对这些部件有一个完整的了解。
对一个计算机系统的基本设计被称为计算机的结构模型，冯·诺依曼，一个计算机设计的先驱，提出了今天所用的大部分计算机的结构模型。一个典型的冯·诺依曼系统有三个主要的部件：中央处理器(即CPU)、存储器及输入／输出口。一个系统中，设计这些部件的方法影响了系统的性能。在冯·诺依曼结构中，如80x 86系列计算机，所有的操作都在中央处理器中执行。所有的计算都在中央处理器内部进行，数据和指令储存在存储器，由中央处理器调用。对CPU而言，大量的输入／输出口就像存储器一样，因为CPU可以把数据存储在输出设备中，也可从输入设备中读入数据。存储器和输入／输出口主要的区别是输入／输出口通常是与(外部世界的)外部器件相连接的。
2 主板
主板是在计算机内部的主电路板，上面有中央处理器(CPU)、存储器和扩展槽，并与计算机的各个部分直接或非直接地相连。主板由芯片组(称为glue logic)、一些ROM中的代码和各种接口或总线组成。现在计算机中用各种不同的总线连接各种各样的部件。宽的、高速总线生产麻烦且成本高，(且)其信号的传输速度非常快，信号线只要有几厘米的传输距离就可能引起时间(延迟)问题；而电路板上的金属导线像微型无线电天线会发射电磁噪声，从而对系统中的信号产生干扰。因此，计算机(主板)设计者要把最高速的总线限制在主板的(某块)最小的面积中，而把较慢的、较粗的总线放在其他地方。
3 系统总线
系统总线连接冯·诺依曼结构中的各个部件，80x86系列计算机有三种主要的总线：地址线、数据线和控制线。总线是指一组在系统各个部件之间传递各种电信号的导线。对各种处理器所需要的总线不同。但是，对所有的处理器而言，每种总线都携带相应的信息，如803 86和8086有不同的数据总线(数目)，但都是在处理器、输入／输出口及存储器之间传递数据信息。
1)．数据总线
80x86系列处理器用数据总线在一个计算机系统的各种部分之间传递数据。在80x86系列中这组总线的数目是不同的，实际上，它决定了处理器的“大小"(即多少位数据的处理器)。
2)．地址总线
80x．86系列处理器中数据总线在中央处理器和一个特定的存储器位置或输入／输出口之间传递信息，但一个问题是：如何确定存储器或输入／输出口的位置?地址总线回答了这个问题。
对于不同的存储位置和输入／输出设备，系统的设计者指定一个唯一的存储地址。当软件想要访问一些指定的存储位置或输入／输出设备时，它把相应的地址值放在地址总线上，与存储器或输入／输出设备相连接的电路识别出这个地址，命令存储器或输入／输出设备从数据总线上读取数据或输出数据到数据总线上。
3)．控制总线
控制线是一组控制处理器如何与系统的其他部分通信的信号线的集合。再来看数据总线，CPU是通过数据总线把数据送到存储器中和从存储器中接收数据的，这就提出了一个问题“是送数据还是接收数据？”控制总线中有两根线：读和写，就是用来指定数据流动的方向的。其他的控制线包括系统时钟线、中断线、状态线等。在80x86系列处理器中控制总线的数目是各不相同的，然而，有些控制线是所有的处理器都有的，值得作简短介绍。
读和写控制线控制数据总线上数据流的方向，当这两根线都为逻辑l时，CPU和存储器、输入／输出口互相之间是不通信的，如果读控制线是低电平(逻辑O)，则CPU从存储器中读取数据(即系统是把数据从存储器中传送到CPU中的)，如果写控制线是低电平，系统把数据从CPU传送到存储器中。
4 主存(内存)
主存是一个计算机系统中的中心存储单元。它是一个相当大且存取速度很快的存储器，用来储存CPU操作时的程序和数据。主存主要采用半导体集成电路技术。有两种可用的集成RAM芯片，静态RAM和动态RAM。静态RAM本质上是用内部的触发器组成，用来储存二进制信息。只要芯片与电源相连，静态RAM储存的信息始终有效。动态的RAM以电容两极(充电)电荷的形式储存信息，芯片内的电容是由MOS管构成的。电容两端储存的电荷会随时间的延长而放电，要保持动态存储信息必须周期性地对电容再充电(刷新)。动态 毕业设计说明书目录
第一章 引言………………………………………………………………………20
第二章 USB接口设计的可行性方案……………………………………………22
2.1 方案一…………………………………………………………………22
2.2 方案二…………………………………………………………………22
2.3 方案三…………………………………………………………………23
2.4 方案四…………………………………………………………………23
第三章 硬件电路…………………………………………………………………25
3.1 芯片介绍………………………………………………………………25
3.1.1 FT245BM的芯片介绍 …………………………………………25
3.1.2 AT93C46的功能简介 …………………………………………28
3.2 FT245BM的USB接口电路 ……………………………………………29
第四章 软件设计…………………………………………………………………32
4.1 微控制器端软件的设计 ……………………………………………32
4.1.1 读操作时序……………………………………………………32
4.1.2 写操作时序……………………………………………………32
4.2 PC机端软件的设计 …………………………………………………33
4.2.1 基于VCP的软件设计…………………………………………33
4.2.2 基于D2XX的软件设计 ………………………………………36
毕业设计材料目录
1.毕业实践任务书--------------------------------------------------------------2
2.外文翻译-----------------------------------------------------------------------3
3.毕业实践调研报告-----------------------------------------------------------16
4.毕业设计说明书--------------------------------------------------------------18
5.毕业设计总结-----------------------------------------------------------------37
6.附录-----------------------------------------------------------------------------39
7.参考文献-----------------------------------------------------------------------40
