目 录
前言 2
第1章 绪论 3
第1.1节 USB开发背景 3
第1.2节 常用的各种总线和接口介绍 3
第1.3节 USB的特点及意义 4
第2章 USB总体分析 5
第2.1节 USB的电器性质 5
第2.2节 USB的数据形式 6
第2.3节 USB的传输方式 8
第2.4节 USB 的设备框架 11
第3章 USB驱动程序设计 12
第3.1节 驱动程序与USB设备的通讯 12
第3.2节 USB键盘驱动程序 15
第3.3节 主机应用程序与虚拟设备的通信 25
结论 27
参考文献 28
致谢 29
附录 30
附录1：部分源程序 30 【摘要】：本设计主要介绍USB的技术规范以及驱动程序的具体开发过程。USB(Universal Serial Bus)即通用串行总线，是一种全新的双向同步传输的支持热插拔的，旨在解决日益增加的PC外设与有限的主板插槽和端口之间的矛盾的一种串行通信的标准，在计算机上使用广泛。USB驱动程序就是专门为支持USB 设备而设计的驱动程序。计算机与计算机或计算机与终端之间的数据传送可以采用串行通讯和并行通讯二种方式。由于串行通讯方式具有使用线路少、成本低，特别是在远程传输时，避免了多条线路特性的不一致而被广泛采用。在串行通讯时，要求通讯双方都采用一个标准接口，使不同的设备可以方便地连接起来进行通讯。本设计通过对USB驱动程序的开发，展示了该技术的广阔应用前景。
【关键词】：通用串行总线；串行接口规范；USB驱动程序；
前言
USB(Universal Serial Bus)即通用串行总线，它是由Compaq、Microsoft、Intel、IBM等七家公司共同开发的，是一种全新的双向同步传输的支持热插拔的数据传输总线，其目的是为了提供一种兼容不同速度的、可扩充的并且使用方便的外围设备接口，同时也是为了解决计算机接口的太多的弊端而设计的，旨在解决日益增加的PC外设与有限的主板插槽和端口之间的矛盾的一种串行通信的标准，自1995年在Comdex上亮相以来已广泛地为各PC厂家支持。
现在市场上几乎所有的PC机器都配备了USB接口，其优点是：
速度快。USB有高速和低速两种方式，主模式为高速模式，速率为12Mbps；另外，为了适应一些不需要很大吞吐量和很高实时性的设备，如鼠标等，USB还提供低速方式，速率为1.5Mbps。
设备安装和配置容易。安装USB设备不必再打开机箱，加减己安装过的设备完全不用关闭计算机。所有USB设备支持热插拔，系统对其进行自动配置，彻底抛弃了过去的跳线和拨码开关设置。易于扩展。通过使用Hub扩展可连接多达127个外设。标准USB电缆长度为3m（5m低速）。通过Hub或中继器可以使外设距离达到30m。可以采用总线供电。USB总线提供最大达5V电压和500mA电流。使用灵活。USB共有4种传输模式：控制传输、同步传输、中断传输、批量传输，以适应不同设备的需要。
一个USB系统主要有三部分组成：USB互连、USB主机、USB设备三部分组成的。在编写USB设备驱动程序设计时，可以分为三部分编写：主机端设备驱动程序、主机控制器驱动程序设计和设备端驱动程序三部分。主机端设备驱动程序就是通常说的设备驱动程序，它是主机环境中为用户应用程序提供一个访问USB外设的接口。主机控制驱动主要是对USB主机控制器的驱动，在大多数PC环境下，主机控制器都是由操作系统提供。USB设备驱动程序是常说的设备固件程序的一部分，提供设备信息与主机的通信接口。
本文主要介绍USB的技术规范以及驱动程序的具体开发过程，展示了USB技术的广阔应用前景。
第1章 绪论
第1.1节 USB开发背景
随着电脑应用的拓展，pc机的外设越来越多，机箱后的插口也形形色色：并行口，串行口，键盘口，鼠标口，游戏手柄接口，音频输入输出口，视频输出口等等。而按常规，用户为pc增加一个新的外设却有一套复杂的操作，至少需要作以下的工作：首先打开音箱，安装新外设的接口插卡；其次，为了避免资源占用冲突，用户必须设置跳线为新的外设插卡选择合适的IRQ,DMA和I/O口地址，然后安装外设的驱动程序。
上述工作的问题是：pc有限的I/O插槽无法满足日益增加的外设需要；不具备专业知识的普通用户难于选择合适的资源和完成复杂的安装工作。因此，简化外设补充方法，使之方便易行便成为各个pc厂家面临的重大研究课题。而且目前各种总线有着这样那样不足，有的是占用内存过多，有的是速度不够快，因此，在1996年召开的面向pc机硬件技术工作者会议上，Compaq、Intel和Microsoft三家厂商提出了设备插架(Device Bay)概念，USB就是设备插架的一种规范。用户只需花费很少的时间对USB设备进行安装和配置，就可以使用；另外，它还提供即插即用功能，用户可以在不断电的情况下直接把设备插在USB插口上，从而使连接到pc机上外设的连接和配置变得很容易。
现在USB外设得到了更新更快的发展。存储器方面，以前的4兆，8兆的OnlyDis（优盘），还有USB接口的读写卡，现在的10G20G的USB移动式硬盘，而且可以根据需要自己给生产厂家说明生产要求，需要多大的硬盘就生产出多大的硬盘；速度方面，由于USB2.0规范的出现，数据传输越来越快，以前的电脑眼实时传输数据，还会出现一帧一帧的跳动，现在的数码相机，网上聊天摄像机等等，真正做到了实时传输；在办公用品方面，扫描仪，打印机等都出现了USB接口的产品，使得人们的工作和生活方便了许多。
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