梁宝娟，孙少波

（1.长安大学 电子与控制工程学院，陕西 西安 710064；2.西安文理学院 计算机系，陕西 西安 710065）

在USB的拓扑机构中居于核心地位的是主机（Host），任何一次USB的数据传输都必须由主机来发起和控制，所有USB设备都只能和主机建立连接，任何两个外设之间或是两个主机之间无法直接通信。而目前，大量扮演主机角色的是个人电脑PC。目前所买到和使用的USB设备基本都是只具备USB设备的功能而不具备主机功能，比如USB接口的移动硬盘、数码相机、打印机等。所有这些设备都只能在USB Host上使用，也就是通常只能通过PC来进行相互的文件和数据交换。没有了PC主机，这些设备是不能互联的[1]。

1 USB系统模型和拓扑结构

最简单的USB系统模型组成是以USB主机为核心，以外围的USB设备为特定功能的设备模块。即USB提供的是主机和设备中间的一种数据通信服务。此外，为了构建更复杂的USB系统，还需要加上USB集线器（Hub）[2]。

USB主机包括PC或嵌入式系统两种类型，每一次USB数据通信都必须是由USB主机来发起的 （远程唤醒模式除外），主机管理着每个USB设备。即使新兴的USB On-The-Go设备，其核心部分仍然是嵌入了USB主机的功能[3-4]。本方案主要是基于嵌入式USB主机的USB系统模型。

USB的拓扑体系由3种元素组成：主机、Hub和设备，通过Hub的级联，构成了层次化的星形结构。USB的拓扑结构如图1所示。

图1 USB总线拓扑结构Fig.1 USB bus topological structure

2 硬件设计

2.1 电源电路

电源电路的组成如下：

系统采用双电压给电方式；触发器采用3.3 V给电；1284收发器采用5 V和3.3 V的双电压给电方式。在交流适配器中将干扰过滤后，提供5 V直流电压。……