| 毕业设计 基于FT245BM的USB通信研究，共81页，26672字。 摘要 【摘要】通用串行总线(USB)技术是一种为实现计算机与各种外设进行数据交换而提出的工业标准。它具有速度快、设备安装和配置容易、易于扩展、可采用总线供电和支持热插拔等优点。它的传输速率远高于一般的串行总线接口。 本文设计了一种基于FT245BM固件芯片的PC与FPGA的通信系统，并进行了系统的测试和验证。本系统采用AD芯片TCL5510采集信号，通过USB固件芯片，协调FPGA与PC的通信传输，并在PC上显示信号波形。软件设计利用FT245BM固件的D2XX驱动和Microsoft提供的MFC类库，通过AD多采样间隔的设计，达到宽频显示波形的目的，软件界面友好，具有很高的互动性。在性能测试中分别对数据的下行速率和上行速率进行了系统的测试，最大速率均能超过10Mbyte/s，同时对影响传输速率的因素进行了分析。结果证明该系统高速可靠，具有实用性。 【关键词】USB； FPGA； FT245BM； AD； 固件。 目录 1 绪论 1 1.1 选题的背景 1 1.2 课题的研究现状 2 1.3 课题的主要研究内容和重点、难点 3 1.4 硬件描述语言编程与实现 3 1.5 主要难点 3 1.6 课题研究预期目标 4 2 USB协议通信原理 5 2.1 USB的基本特性和架构 5 2.1.1 USB主机 5 2.1.2 USB设备 6 2.2 USB通信的逻辑结构 6 2.3 USB的数据通信 7 2.3.1 数据域的格式 7 2.3.2 USB的封包类型 8 2.3.3 USB的传输类型 10 2.4 USB描述符[12] 14 2.5 USB设备枚举、配置 [13] 14 2.5.1 动态插接与拔开 14 2.5.2 地址分配 15 2.5.3 配置 15 2.5.4 数据传送 15 2.5.5 电源管理 15 2.5.6 请求处理 15 2.5.7 请求错误 15 3 软件平台的介绍 16 3.1 Verilog hdl语言描述 16 3.2 Quartus II简介 17 3.3 Visual C++ 6.0介绍 19 3.4 MFC介绍 20 4 系统设计 22 4.1 总体框图 22 4.2 芯片的选择 22 4.3 FT245BM固件模块 23 4.4 FPGA模块 23 4.5 AD采样模块 23 5 FT245BM芯片介绍 25 5.1 FT245BM概述 25 5.2 芯片结构与功能[15] 25 5.2.1 3.3V LDO 25 5.2.2 USB收发器 26 5.2.3 USB DPLL 26 5.2.4 6MHZ晶振 26 5.2.5 x8 时钟放大器 26 5.2.6 串行接口引擎 26 5.2.7 USB协议引擎 26 5.2.8 FIFO接收缓存（128 bytes） 26 5.2.9 FIFO传输缓存（384 bytes） 26 5.2.10 FIFO控制器 26 5.2.11 复位产生器 27 5.2.12 EEPROM接口 27 5.3 FT245BM读写时序 27 5.3.1 FT245BM写时序 27 5.3.2 FT245BM读时序 27 6 硬件设计 29 6.1 总体构架 29 6.2 FT245BM硬件模块 29 6.2.1 USB接口部分 30 6.2.2 FT245BM电路 31 6.2.3 EEPROM部分 32 6.3 AD采集模块 33 6.3.1 TLC5510引脚图 33 6.3.2 TLC5510控制时序 34 6.3.3 TLC5510电路原理图 34 7 软件设计 35 7.1 上位机程序 35 7.1.1程序的设计要求 35 7.1.2 FT245BM的驱动软件 35 7.1.3 测试系统程序 37 7.1.4 波形采集系统程序 43 7.2 FPGA程序 45 7.2.1 程序的设计要求 45 7.2.2 测试系统程序 45 7.2.3 波形采集系统程序 50 8 调试与测试 52 8.1 系统调试 52 8.1.1 设备的安装 52 8.1.2 固件的下载 53 8.1.3 设备发现与关闭 54 8.2 系统测试 54 8.2.1 数据收发的测试 55 8.2.2 下行数据的测试 55 8.2.3 上行数据的测试 58 8.2.4 采集系统测试 60 结论 65 致谢 66 参考文献 67 附录 68 |
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