论文通过对USB协议的分析，介绍了USB协议的基本内容和USB协议实现的基本方法并在此基础上提出采用ATMEL的AT89S52单片机和Philips公司的PDIUSBDI2芯片实现控制系统中USB接口的方案。论文给出了相应的电路原理图，通过对USB协议的充分研究、对PDIUSBD12数据手册的仔细分析，编写单片机程序，实现USB协议,通过USB协议传输数据。论文中的设计为众多的控制设备采用USB接口提供了一种切实可行的方案。

该课题采用MCU+PDIUSBD12的结构来设计硬件电路，这种灵活性减少了开发风险和费用，是实现USB外设最经济的方案。微控制器选用ATMEL公司的AT89S52单片机，USB控制器采用PHILIPS公司的USB接口芯片PDIUSBD12。

该方案中，硬件设计主要由三部分组成：PDIUSBD12芯片电路、微控制器电路和控制模块电路。

微控制器模块

该课题选用AT89S52作为微控制器。AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS 8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash存储器。使用Atmel公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51产品指令和引脚完全兼容。微控制器模块电路如图3.3所示。

该课题中所做的工作包括以下三个方面:1、基于USB接口的硬件电路的设计和实现。2、USB协议的理解和USB外设之固件程序开发。其中将USB协议转化为单片机的C语言编程是一项难度很高的工作，花费时间和精力较多。3、上位机程序的开发。该文选择价格低廉、连接方便、可靠性高的PDIUSBDI2芯片作为USB接口连接器件，选用的单片机选用ATMEL公司的AT89S52。在USB1.1协议的基础上编写上位机程序使得能够控制电路板上LED的亮和灭，并监控电路板上按扭的状态以实现控制功能。

主要研究内容

1)USB接口技术的工作原理，了解USB芯片PDIUSBD12的外围接口的特性；

2)设计基于PDIUSBD12芯片的接口控制的电路；

3)编写固件程序实现USB协议，编写简单的上位机程序。

研究思路及方案

用Protel设计单片机与PDIUSBD12 USB接口芯片的接口硬件电路。利用Keil C51编写单片机程序，实现USB1.1协议，完成USB设备的枚举过程。实现USB接口传输数据的过程；利用Visual C++ 编写简单的上位机程序通过USB接口控制设备。