毕业设计参考1

目 录

第一章 绪论 ………………………………………………………….1 第二章 系统方案设计 ……………………………………………………….2

2.1 引言 .................................................................................................... 2 2.2 飞思卡尔各型号单片机简介 ............................................................ 3 2.2.1 8位单片机 ...................................................................................... 3 2.2.2 16位单片机 .................................................................................... 3 2.2.3 32位单片机 .................................................................................... 3 2.3 带USB模块的单片机MC9S12UF32特点及应用 ......................... 4 2.3.1 UF32单片机引脚封装图 ............................................................... 4 2.3.2 UF32单片机内部资源结构图 ....................................................... 4 2.4 系统设计方案论证 ............................................................................ 6 2.4.1 系统指标分析 ................................................................................ 6 2.4.2 总体方案简述与设计框图 ............................................................ 6 2.4.3 PC 端模块设计 ............................................................................... 7 2.4.4 MCU端USB和PULSE模块设计 ............................................... 8

第三章 USB2.0通信接口设计………………………………………………...9

3.1 引言 ...................................................................................................... 9 3.2 USB接口设计必须具备的基础知识 ................................................... 9 3.2.1 USB基本结构 ................................................................................... 9 3.2.2 USB主机 ......................................................................................... 10 3.2.3 USB设备 ......................................................................................... 10 3.3 USB物理特性与接口设计方法 ......................................................... 11 3.3.1 USB接口 ......................................................................................... 11 3.3.2 USB信号 ......................................................................................... 12 3.4 USB通信协议 ..................................................................................... 12 3.4.1 信息包格式 .................................................................................... 13 3.5 事务处理基本类型及USB传输类型 ............................................... 13 3.5.1USB设备列举 .................................................................................. 14 3.6UF32的USB2.0模块的设计 .............................................................. 14

第四章 系统硬件实现 …………………………………………………...…….15

4.1 引言 .................................................................................................... 15 4.2 原理图设计及各模块要说明 ............................................................ 15 4.2.1 电源模块设计 ................................................................................ 15 4.2.2 时钟模块设计 ................................................................................ 15 4.2.3 复位模块设计 ................................................................................ 16 4.2.4 USB接口模块设计 ......................................................................... 16 4.2.5 状态显示模块设计 ........................................................................ 17 4.2.6 输入输出模块设计 ........................................................................ 17 4.2.7BDM调试接口模块设计 ................................................................ 18 4.3 PCB设计及版图设计简要说明 ......................................................... 18 4.3.1 版图设计说明 ................................................................................ 18 4.3.2 Freescale 9S12UF32&USB2.0版图 ............................................... 19

第五章 系统设计软件实现与调试 ………………………………………….20

5.1 引言 .................................................................................................... 20 5.2 脉冲产生处理程序 ............................................................................ 21 5.3 USB模块接收程序 ............................................................................. 21 5.3.1 UF32内部模块方案选择 ............................................................... 21 5.3.2 UF32芯片的USB 2.0 功能的软件实现 ....................................... 22 5.4USB模块与PULSE模块数据通信设计 ........................................... 23 5.5USB模块调试 ...................................................................................... 23 5.6系统集成模块调试 ............................................................................. 23 5.7 系统集成模块调试脉冲输出照片 .................................................... 24

第六章 PC端VC++程序编制及调试 ............................................................25

6.1 引言 ................................................................................................................... 25 6.2 主机程序的实现及功能 .................................................................... 26 6.2.1 USB接口函数介绍 ......................................................................... 26 6.2.2 PC端操作界面 ................................................................................ 26 6.2.3 程序流程及说明 ............................................................................ 27

致谢 参 考 文 献

附录A：系统电路原理图

摘 要

USB（Universal Serial Bus）以其高速、免费、开放、便利等特点已经在各种设备中广泛采用，并以其独特的优势渐有取代传统通信接口的趋势。Freescale单片机以其稳定、简单、灵活、优越的性能，广泛应用于工业控制和消费电子中。

本系统是基于USB2.0高速传输的理论（高速模式速度480Mb/s,全速12Mb/s）。以Freescale UF32单片机为核心控制单元，利用UF32内含的USB2.0控制模块(UDC20) 实现与PC主机的USB通信，设计了PC程控的便携式脉冲信号发生器。

硬件系统通过USB2.0接口与PC机相连，硬件板上的UF32单片机通过USB接口模块和专门用于批量传输的集成队列模块（IQUE）与主机通信。当收到上位机传来的脉冲信号参数和控制命令，则通过内部程序设置，利用内部增强的定时器模块（ETC_16B8C）产生相应的脉冲输出。PC机上VC++编程实现图形界面(GUI)，以及驱动程序完成应用程序和USB系统驱动的连接，以达到设计目的。 关键词：USB2.0，脉冲，VC++图像界面设计

第一章

绪论

脉冲信号源在日常生活和生产中需求不断提高，特别是对其各种参数需求的灵活性。应用最广泛的是PWM（脉冲宽度调制）去控制步进电机，完成对工业仪器和设备的远程智能控制。

单片机MCU采用Freescale 9S12UF32，其内置USB2.0控制模块及专门用于批量传输的IQUE（集成队列模块）。使用Freescale开发系统及免费的CodeWarrior开发环境，单片机编程使用汇编语言、C语言均可。

因此，新一代的信号发生器产品就应运而生。国内外均有相应产品，如美国NI公司就有PCI总线、PXI/CPCI总线的信号发生器产品系列，而国内类似产品尚处于研制初期。电子工

程实际中经常要用到的信号发生器，其功能和效果都已标准化、产品化。随着科技应用的发展和延伸,对信号发生器的各方面要求越来越高。传统信号发生器存在波形精度低、频率稳定性差、价格贵、携带不便、无程控等缺点。另外，在某些特殊工程应用中，需要专门配备特殊信号（如雷达等）、由用户程序控制、并能嵌入目标系统的信号发生单元，而不是一个单纯的实验设备型仪器。

USB(通用串行总线)在当今已广泛应用，它存在于我们生活的各个地方，如电脑、手机、数码相机、鼠标、等，它是一种廉价、通信速度快。适合于大批量、短距离数据传输的设备进行实时通信。USB总线的快速性和开放性使得它有取代

老式的慢速总线的趋势，并成为智能设备中一种不可或缺的总线接口。