基于USB開(kāi)關(guān)量擴(kuò)展設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)開(kāi)題報(bào)告

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告設(shè)計(jì)（論文）題目：基于usb的串行接口的開(kāi)關(guān)量擴(kuò)展設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)系別：智能與信息工程學(xué)院專(zhuān)業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化姓名：指導(dǎo)教師：關(guān)榆君輔導(dǎo)教師：關(guān)榆君2016 年 3 月 9 口題冃類(lèi)型（打丁選擇）設(shè)計(jì)（j）論文（）一、文獻(xiàn)綜述計(jì)算機(jī)接口用于完成計(jì)算機(jī)主機(jī)系統(tǒng)與外部設(shè)備z間的信息交換。一般接口由接口電路、連接器 （連接電纜）和接口軟件（程序）組成，如今計(jì)算機(jī)的傳輸接口主要有串口和并口。并行接口是指8位數(shù)據(jù)同時(shí)通過(guò)并行線進(jìn)行傳送，這樣數(shù)據(jù)傳送速度大大提高，但并行傳送的線 路長(zhǎng)度受到限制，因?yàn)殚L(zhǎng)度增加，干擾就會(huì)增加，數(shù)據(jù)也就容易出錯(cuò)。目前計(jì)算機(jī)基本上都配有并口。串口叫做串行接口

2、，現(xiàn)在的pc機(jī)一般有兩個(gè)串行口 c0m1和com2。串行口不同于并行口之處在于 它的數(shù)據(jù)和控制信息是一位接一位地傳送出去的。雖然這樣速度會(huì)慢一些，但傳送距離較并行口更長(zhǎng), 因此若要進(jìn)行較長(zhǎng)距離的通信時(shí),應(yīng)使用串行口。通常c0m1使用的是9針d形連接器，也稱(chēng)z為rs-232 接口，而com2有的使用的是老式的db25針連接器，也稱(chēng)之為rs-422接口，不過(guò)目前已經(jīng)很少使用。 山于如今計(jì)算機(jī)自身的運(yùn)行速度大大提升，所以多選用串行接口。通川串行總線usb （uni ver sal serial bus）是一種新型的微機(jī)總線接口規(guī)范，usb以其使用方便、 易于擴(kuò)展、速度快等優(yōu)點(diǎn)而越來(lái)越多的應(yīng)用于開(kāi)關(guān)擴(kuò)

3、展的開(kāi)發(fā)與設(shè)計(jì)當(dāng)屮，已逐漸成為現(xiàn)代數(shù)據(jù)通訊 的發(fā)展趨勢(shì)。usb作為一個(gè)外接接口功能實(shí)現(xiàn)，已經(jīng)越來(lái)越被利用到人們的實(shí)際生活中。usb1995年康柏、微軟、tbm、dec等公司為解決傳統(tǒng)總線不足而推廣的1種新型的通信標(biāo)準(zhǔn)。1996年，usb-if公布了 usb1.0規(guī)范，1998年，在進(jìn)一步對(duì)以前版本標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行闡述和擴(kuò)充的基礎(chǔ)上， 發(fā)布了 usb標(biāo)準(zhǔn)的1. 1規(guī)范，它支持1. 5mbps （低速）和12mbps （全速）的數(shù)據(jù)傳輸速率。1999年發(fā) 布了第三個(gè)版本的usb2.0,它的傳輸速率增加到了 480mbps,隨之還產(chǎn)生了 usb2. 0版本的補(bǔ)充協(xié)議 on-the-go （otg）技術(shù)。us

4、b接口技術(shù)不斷發(fā)展，并慢慢収代先前的串并口，各種帶有usb接口的htd 如開(kāi)關(guān)、鼠標(biāo)、鍵盤(pán)及大容量移動(dòng)存儲(chǔ)設(shè)備相繼產(chǎn)生，它還被廣泛應(yīng)用于各種外圍采集設(shè)備。usb近年來(lái)開(kāi)始在計(jì)算機(jī)外設(shè)中得到普及，并逐漸成為計(jì)算機(jī)標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)，它的出現(xiàn)使開(kāi)關(guān)量的擴(kuò)充 可以得到良好的解決。usb首先將通過(guò)vb軟件的編寫(xiě)，使其能夠在計(jì)算機(jī)屮讀取出來(lái)，己知的還有v+, 過(guò)去也冇利川單片機(jī)來(lái)編寫(xiě)使計(jì)算機(jī)讀取出來(lái)的，用八通過(guò)主機(jī)應(yīng)用程序調(diào)用windowsapt函數(shù)， 將請(qǐng)求下發(fā)到驅(qū)動(dòng)程序，由驅(qū)動(dòng)程序構(gòu)造urb,通過(guò)usbd類(lèi),下發(fā)到微控制器。在windows中，串口是以文件的形式被打開(kāi)和訪問(wèn)的。串口和串口通信駟動(dòng)需要使用設(shè)備控

5、制塊 （device control block, dcb）進(jìn)行配置。應(yīng)用程序使用 apt 函數(shù) createfile 打開(kāi)串口, readfile 讀串口，createevent建立事件對(duì)彖和closellandle關(guān)閉串口。使用vb開(kāi)發(fā)串行口通信軟件，步驟是: 1.用戶(hù)界面設(shè)計(jì)；2.初始化程序；3.發(fā)送數(shù)據(jù)；4.接收數(shù)據(jù)；5.其他工作叫目前編寫(xiě)設(shè)計(jì)擴(kuò)展開(kāi)關(guān)量，用到plc軟件較為普遍，它通過(guò)數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類(lèi) 型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。bl前國(guó)內(nèi)外都已開(kāi)發(fā)出了一些成熟的usb開(kāi)關(guān)產(chǎn)品，可見(jiàn)基于usb的開(kāi)關(guān)最具何廣闊的應(yīng)用前景, 本課題具冇一定的現(xiàn)實(shí)意義。冃前市場(chǎng)上雖然冇很多針對(duì)不同應(yīng)

6、用場(chǎng)合的usb開(kāi)關(guān)量產(chǎn)品，但對(duì)于一 些特殊的應(yīng)用，事實(shí)上還是需要自行開(kāi)發(fā)。同時(shí)考慮到usb規(guī)范仍在不斷完善，因此usb串行口的相 關(guān)產(chǎn)品也還需要不斷發(fā)展。二、設(shè)計(jì)（論文）主要內(nèi)容隨著計(jì)算機(jī)的普及，川計(jì)算機(jī)來(lái)控制開(kāi)關(guān)逐漸成為先進(jìn)的開(kāi)關(guān)控制模式，不僅更加方便，而且快 捷，省力，實(shí)用，而外接的usb正好可以匹配，對(duì)于用usb的串行口來(lái)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)開(kāi)關(guān)量，有以下的主 要內(nèi)容：（1）深入了解usb串行接口的工作原理；（2）實(shí)現(xiàn)usb接口讀寫(xiě)控制功能；（3）完成擴(kuò)展接口破件設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)8點(diǎn)輸入、8點(diǎn)輸出的擴(kuò)展功能；（4）進(jìn)一步擴(kuò)展，實(shí)現(xiàn)16點(diǎn)輸入、16點(diǎn)輸出的擴(kuò)展功能；三、設(shè)計(jì)（研究）方案1）完成串口擴(kuò)展原理圖

7、設(shè)計(jì)。2）完成硬件系統(tǒng)pcb板設(shè)計(jì)及實(shí)際焊接調(diào)試，完成系統(tǒng)控制程序設(shè)計(jì)。3）完成系統(tǒng)聯(lián)調(diào)及系統(tǒng)測(cè)試。開(kāi)關(guān)信號(hào)輸入v微處理器ausb接口芯片調(diào)用windowsapi函數(shù)a|/貯pc機(jī)< vb用戶(hù)應(yīng)用軟件四、工作進(jìn)度安排第0102周分析課題，查閱相關(guān)資料，完成開(kāi)題報(bào)告第03周分析與設(shè)計(jì)，論證方案可行性第04周基本串口通訊api函數(shù)的使用方法第0507周利用api進(jìn)行串口通訊第08周畢業(yè)實(shí)習(xí)第0911周利用串口通訊實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)量擴(kuò)展第12周硬件設(shè)計(jì)第13周硬件調(diào)試第14周聯(lián)機(jī)調(diào)試第15周整理資料，撰寫(xiě)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)第16周參加畢業(yè)答辯五、主要參考文獻(xiàn)11張弘.usb接口設(shè)計(jì)m.西安電子科技人學(xué)出版社,2002.12j馬興，童卓，周麗娟.基于vb的pc機(jī)與單片機(jī)間串口通訊及程序設(shè)計(jì)山.兵工自動(dòng)化，2010, 29(10):94-96.3朱紹祥，王宏朱等編譯，可編程控制器(plc)原理與應(yīng)用m. ±海交通人學(xué)出版社，1988年版.4黃睿等編.visual basic 6數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)實(shí)例導(dǎo)航m北京:科學(xué)出版社，20015龔沛曾等編.visual basic程序設(shè)計(jì)教程m第3版.北京：高等教育出版社,2007l6j董國(guó)平等編.visual ba