摘要：提出利用sl811hs和8位单片机实现usb-host实时数据采集嵌入式模块。该系统的数据传输，遵守大规模存储协议和usb 1.1协议规范，可作为嵌入式设备的数据输入输出模块。它以文件的形式，与slave端的usb移动存储器进行数据传输。

关键词：sl811hs usb-host 大规模存储协议 usb1.1

引言

随着数据采集系统、工控行业和嵌入式用户对移动存储的需求越来越大，传统的通过软盘、串行口（rs232/rs485）或以太网等传输数据的方式已不能满足当前数据存储和交换的需求。如何在嵌入式模块中实现usb移动存储已成为急需解决的问题。

本文提出利用sl811hs和8位单片机实现usb-host嵌入式模块的一种方案。它带有标准usb数据总线接口，完全遵守usb 1.1协议和大规模存储协议规范。移动存储设备的文件操作方式支持fat16文件系统。

1 usb-host嵌入式模块原理

usb技术规范将使用usb进行数据传输的双方划分为两种角色——host和slave，并且规定，数据传输只能发生在host和slave之间。目前，绝大多数host功能角色被集成在各种类型的pc机上，如笔记本电脑、台式机、mac机及服务器等；而各种各样的基本usb的移动设备都集成了usb slave功能角色，例如u盘、带usb接口的数码相机等。这样，就导致这些作为usb slave的usb接口的数字设备中的数据，离开pc机无法读写。解决这一问题的根本办法就是在需要使用usb设备的系统中集成usb host功能模块，使之具有与usb slave设备进行数据传输的能力。

利用sl811hs和8位单片机实现的系统完成了usb host功能，并且提供了usb总线的接口方式。它可以作为一个数据接口模块集成到用户的嵌入式系统中，使用户系统能够读/写作为slave的usb移动存储器，从而完成数据存储和交换功能。由于它支持fat16文件系统，所以可以将用户系统发来的数据以文件的方式存储到usb移动存储器中，因此，用户可以在需要时，将usb移动存储器取出，并拿到自己数据处理中心的pc机，直接将采集到的数据进行分析，极大地方便了用户数据的采集和处理。其原理如图1所示。

2 sl811hs芯片介绍

cypress公司提供的usb嵌入式主控制器芯片sl811hs具有标准的微处理器总线接口，可以提供全速（12mb/s）和低速（1.5mb/s）usb数据转换。图2为sl811hs主从控制功能模块。

它具有以下功能：

①自动检测全速或低速设备；

②8位双向数据输出端口；

③集成芯片的串行接口驱动和usb接收；

④256字节内部sram缓存，乒乓处理；

⑤自动生成内部帧同步和crc5/16校验；

⑥自动地址增益模式，可以节省存储器读写周期。

3 硬件电路设计

图3为sl81hs电路设计图，在实际项目中已经得到了应用。

其中ad0～ad7、cs、rd、wr均与单片机89c51相连，由单片机进行控制。虽然sl811hs可以使用12mhz晶振，然而在实际使用过程中发现，当晶振质量不太好时，电路稳定性较差，故建议在条件许可的情况下，尽量使用48mhz的有源晶振。

4 sl811hs的工作过程

①通过sl811hs向从机发送数据过程。接收数据过程同发送数据过程类似。

②通过sl811hs向从机发送数据的ping-pong方式的实现。若有大量的数据（如以512字节为最小单位的扇区写操作）需要传送，就要考虑到ping-pong传送。其具体过程为：

*向buffer中同时写入2个帧；

*发出第1个帧；

*等待确认信息；

*收到确认信息后发出第2个帧，在第1个帧的位置上填充第3个帧，同时开始等待确认信息。

ping-pong方式利用等待的时隙，填充buffer，可以极大提高系统的性能，