（毕业论文 字数：13313 页数：31）摘要：本论文所阐述的USB2.0接口板技术采用了微处理器的USB接口(CypressEZ-USB FX CY7C68013)和FIFO芯片来完成与PC机数据的传输功能。硬件方面介绍主要包括单片CY7C68013芯片的特点、功能、实现数据传输以及与存储器FIFO引脚的连接；存储器FIFO芯片在本设计中的优势、FIFO芯片的强大功能、采用双FIFO在设计中的实现的功能。另外，还有输出端并口与存储器FIFO的连接，实现数据传输。在其中还相应介绍了个器件的工作过程。在最后还简单介绍了下本设计中的必须使用到的固件程序。

关键词: USB2.0, CY7C68013, FIFO GPIF ,固件程序

目 录
1.序言……………………………………………………………………………… 1
1.1 研究目的……………………………………………………………………… 1
1.2 USB的技术背景………………………………………………………………… 1
1.3 USB的总线优势………………………………………………………………… 2
1.3.1 USB的速度…………………………………………………………………… 2
1.3.2 USB的即插即用……………………………………………………………… 3
1.3.3 USB的低功耗………………………………………………………………… 5
1.3.4 USB的标准接口与外设……………………………………………………… 6
1.4 课题简介……………………………………………………………………… 7
2.USB2.0接口板设计方案………………………………………………………… 8
2.1 USB2.0接口板框图…………………………………………………………… 8
2.2.1 EZ-USB FX2 CY7C68013结构………………………………………………… 8
2.2.2 USB2.0芯片的优点……………………………………………………… 8
2.2.3 CY7C68013工作过程……………………………………………………… 9
2.3 FIFO存储器………………………………………………………………… 10
2.3.1 FIFO存储器的介绍……………………………………………………… 10
2.3.2 FIFO结构………………………………………………………………… 11
2.3.3 FIFO的应用……………………………………………………………… 12
2.4 FIFO在高速数据采集系统中的应用……………………………………… 12
3．USB2.0接口板电路设计………………………………………………………… 15
3.1 CY7C68013的GPIF技术……………………………………………………… 15
3.1.1 GPIF接口模式……………………………………………………………… 15
3.1.2 GPIF的波形设计与应用…………………………………………………… 15
3.2 GPIF对FIFO接口设计………………………………………………………… 19
3.3 双FIFO输入输出接口设计………………………………………………… 21
3.4 并口-FIFO接口设计………………………………………………………… 22
4.USB2.0接口板的软件设计…………………………………………………… 23
4.1 CY7C68013的固件程序的设计……………………………………………… 23
4.2 USB接口收发数据…………………………………………………………… 25
4.3 基于PC机实现闭环调试…………………………………………………… 25
5．结论……………………………………………………………………………… 27
参考文献…………………………………………………………………………… 28
致谢…………………………………………………………………………… 29

1. 序言
1.1 研究目的
在USB接口逐渐成为PC机必须的、普遍使用的接口之一时，提出某些电子产品也应支持USB接口的要求。为了满足这样的需求这里给出了一种USB2.0接口的解决方案。
用USB接口芯片（CY7C68013），结合双FIFO、固件程序、驱动程序实现PC机与USB设备间的快速、海量数据交换。
1.2 USB的技术背景
传统的计算机外部设备一般都是使用并口(Parallel Port)和串口(Serial Port)与计算机相连。这两种端口在计算机上使用了很多年,物理层的协议已经相当成熟,但却已经无法满足目前计算机设备不断提高的速度和使用要求。
串口使用的协议是RS-232串行通讯标准,适用于设备之间的通讯距离不大于15米，传输速率最大为20KB/s的场合。它的优点主要是开发方便，几乎所有的硬件开发人员都能很容易地使用串口实现设备与计算机间的通讯。并口使用的是并行通讯协议，,在开发和使用上不是很方便，但它的速度较串口有很大的提高,要达到每秒1M字节以上的传输速度并不困难。
这些传统的端口和总线协议都比较简单,一般只对物理层做了一些定义和约束,并没有涉及到设备和计算机的具体通讯行为和网络模型。这使得开发者在开发时有了很大的灵活性，但也带来了兼容性的问题。由于串口有很多用于设备和计算机握手的线(如RTS CTS等等)，如果设备不需要使用这些握手线，就可以设法利用这些握手线从计算机的电源得到12V的直流电，以供设备内部使用。如果某台计算机的主板和电源能提供足够的电流给设备,那么这个串口设备是可以正常工作；的但如果某台计算机的主板和电源不能支持,那么有可能不光是这个串口设备不能使用,连主板和电源也无法正常工作。
以上所提到的种种原因,促使硬件开发商不得不推出一些新型的总线协议,以适应当前计算机和设备的需要。从20世纪90年代以来有很多串行总线问世,其中最成功的,便是以Intel为首的七家公司于1994 年推出的USB(Universal Serial Bus 通用串行总线)协议,以及美国电气和电子工程师协会(IEEE)推出的IEEE1394总线协议。
IEEE1394主要的特点是高速,但它的成本很高,所以目前IEEE1394只用于一些专用系统和打印机、扫描仪等数据传输速度要求较高的设备,而不能普遍用于诸如鼠标、键盘等价格较低、速度要求也不高的设备.所以确切地说,IEEE1394只适于高速的计算机外部设备。
USB具有速度高、成本低、功耗低、支持即插即用(Plug & Play)和使用维护方便等优点,在协议成熟以后,迅速地占领了计算机低、中速外部设备的市场大有取代传统串口和并口之势[6]。