嵌入式系统技术设计基于TTL串口的嵌入式USB主机系统用于物品
摘要：本文提出了一种基于TTL串口的嵌入式USB主机系统，旨在解决当前数据采集系统、工控机及嵌入式设备对USB存储标准接口的需求。本系统通过TTL串口实现了与USB主机通信，并支持Mass storage类1的外设。关键字：嵌入式USB主机、TTL串口、Mass storage类。
引言随着移动存储技术的发展和数码产品普及，数据采集和存储需求日益增长。然而，许多传统设备缺乏标准化的USB接口，使得数据传输效率低下。本文旨在设计一种基于TTL串口的嵌入式USB主机系统，以满足工业控制、数据采集等领域对高效便捷存储需求。
2 USB主机工作原理
为了理解我们的设计，我们首先需要了解PC上的USB主机工作原理。硬件方面由一个或多个专用的芯片控制，而软件则分为三部分：驱动程序负责底层操作，协议栈处理命令解析，上层应用提供用户API。
3 系统结构
我们的核心组件包括DSP56f803模块（执行硬件功能和固件）、UHC124模块（实现物理连接和通信）以及UART串行端口模块（用于自定义通讯协议）。
4 硬件设计
硬件架构主要包含三个部分：CPU控制器、外部SRAM缓冲区以及电源管理。考虑到用户要求预留额外空间，我们扩展了内置SRAM以供使用。此外，由于不同的电源要求，我们提供了两套独立直流电源，并采用LED指示灯来显示状态信息，如电源状态、中断信号等。
5 软件设计
我们参照PC上相同类型的软件进行编写，以确保兼容性。主要包括：
USB接口驱动程序负责与UHC124之间的通讯，以及发送/接收基本包。
USB协议栈驱动程序处理所有标准命令请求，如配置枚举、描述符获取等。
设备类驱动程序专门针对Mass Storage类1中的移动存储盘，实现文件读写操作。
6 应用领域
该系统广泛适用于物品内部安装，如仪表板上的实时数据记录器，也可用于其他需要轻松访问大量非易失性存储设备的地方，如智能家居或工业自动化环境中。在这些场景中，该系统能够提高整体性能，同时降低成本，因为它可以直接将现有的数据采集设备连接至现代计算平台，无需复杂转换步骤。
7 结论
综上所述，本文介绍了一种基于TTL串口且兼容Mass Storage类1规范的一款嵌入式USB主机会极大地简化了现有设备与现代计算平台之间沟通的问题，为各种物品增添了便捷、高效且可靠的手段进行数字化信息管理。这一技术革新不仅提升了用户体验，还促进了行业间互联互通，从而推动科技进步并开启新的商业模式可能性。
