基于无线USB传输系统的设计与实现

基于无线USB传输系统的设计与实现

论文摘要

当今工业信号处理计算机工作环境的日益复杂,而且对实时性要求越来越高,这使得原来的几种数据传输方式的缺点暴露无遗。无线USB技术是新兴的热门技术,其目的是替代设备间的电缆和支持即插即用。系统把无线的自动连接和有线的即插即用USB接口相结合,很好地解决了各种信号采集与传输系统的设计问题。使得无线USB技术在个人电子产品和各种工业仪器领域大展宏图。针对传统检测设备可移动性差,数据传输不便于人们随时随地进行实验研究的缺陷,本文对比研究了各种短距离无线通信技术和计算机外设接口,提出了采用无线USB技术进行无线通信来取代主控机与下位机之间有线电缆的方案。本文从桥接电路和人机接口电路两方面阐述了系统实现原理,桥接电路选用射频和主控制器硬件芯片—CYWUSB6935和CY7C68013,人机接口电路选用自己设计的实验开发板和射频芯片CYWUSB6935,完成了主控PC端无线通信及USB接口系统的软硬件设计。系统主要由数据无线传输、基带控制和USB通信三部分组成。本文分别论述了系统射频电路、基带控制电路、电源电路的具体设计,对系统的抗干扰措施进行了分析,绘制了PCB。固件采用模块化编程,分为9个程序文件来实现系统功能。最后对系统进行了初步调试。调试表明,系统具有成本低、体积小、辐射小和固件容易升级等优点。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第1章 绪论
  • 1.1 课题的背景和意义
  • 1.2 无线USB技术的国内外发展状况
  • 1.2.1 国外研究动态
  • 1.2.2 国内研究动态
  • 1.3 论文的主要内容及章节安排
  • 第2章 系统的方案设计
  • 2.1 各种短距离无线通信技术
  • 2.2 几种无线技术的比较
  • 2.3 系统设计方案确定
  • 2.3.1 设计要求分析
  • 2.3.2 设计方案确定
  • 2.4 本章小结
  • 第三章 系统的实现原理
  • 3.1 WUSB的原理概述
  • 3.2 WUSB的体系结构
  • 3.2.1 WUSB的拓扑结构
  • 3.2.2 WUSB的数据流模型
  • 3.2.3 WUSB的总线协议
  • 3.3 WUSB的数据传输
  • 3.4 WUSB的异步设备通知
  • 3.5 无线USB的增强技术
  • 3.5.1 物理接口
  • 3.5.2 电源管理
  • 3.5.3 安全机制
  • 3.6 有线适配设备
  • 3.7 本章小结
  • 第4章 系统硬件设计
  • 4.1 硬件总体方案设计
  • 4.2 射频模块电路设计
  • 4.2.1 CYWUSB6935射频芯片选取与简介
  • 4.2.2 CYWUSB6935内部结构与工作原理
  • 4.3 CY7C68013与射频模块桥接接口电路设计
  • 4.3.1 CY7C68013微控制器简介
  • 4.3.2 CYWUSB6935与68013接口原理图
  • 4.4 人机接口装置的电路原理图
  • 4.5 接口时序及电流分析
  • 4.6 电源电路设计
  • 4.7 本章小结
  • 第五章 系统软件设计
  • 5.1 软件开发环境
  • 5.2 系统软件总体架构
  • 5.3 main.c主程序文件设计
  • 5.4 function.c功能程序文件设计
  • 5.4.1 无线收发程序设计
  • 5.4.2 CY7C68013中断程序设计
  • 5.4.3 USB块传输程序设计
  • 5.5 本章小结
  • 第六章 系统PCB设计与调试
  • 6.1 PCB的设计与制作
  • 6.1.1 人机接口电路PCB设计
  • 6.1.2 桥接控制接口电路PCB设计
  • 6.2 印制电路板抗干扰措施
  • 6.3 系统调试
  • 6.3.1 发射、接收电路测试
  • 6.3.2 程序固化测试
  • 6.4 无线USB数据传输校验装置速度分析
  • 6.4.1 测试传输速度方法
  • 6.4.2 实测传输速度
  • 6.5 本章小结
  • 结论
  • 参考文献
  • 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
  • 致谢
  • 附录A 桥接电路设计原理图
  • 附录B 人机接口设计原理图
  • 相关论文文献

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