USB主机方式在嵌入式系统的应用有哪些

　　单片机
　　1 单片机定义
　　单片机是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计数器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统。
　　1.单片机就是一台微型计算机。
　　2.台式电脑或者笔记本电脑（这种计算机叫PC）也是一种计算机系统，这种计算机系统由很多个零部件组成。这些零部件由不同的厂商生产，可以去组合组装成一台电脑。
　　3.单片机这台计算机的所有零件全部做在了一个IC内部，并且出厂前被塑料壳封装起来了。传统计算机中的主要部件单片机都有，都集成到内部去了。
　　4.MCU的概念（参考百度百科词条：MCU），所以说大家看到：单片机、单片微型计算机、MCU、微控制器、微控制单元等，都是一个意思。
　　2 单片机的分类
　　单片机分类：
　　通用型
　　按单片机（Microcontrollers）适用范围来区分。例如，80C51式通用型单片机，它不是为某种专门用途设计的；专用型单片机是针对一类产品甚至某一个产品设计生产的，例如为了满足电子体温计的要求，在片内集成ADC接口等功能的温度测量控制电路。
　　总线型
　　按单片机（Microcontrollers）是否提供并行总线来区分的。总线型单片机普遍设置有并行地址总线、 数据总线、控制总线，这些引脚用以扩展并行外围器件都可通过串行口与单片机连接，另外，许多单片机已把所需要的外围器件及外设接口集成一片内，因此在许多情况下可以不要并行扩展总线，大大减省封装成本和芯片体积，这类单片机称为非总线型单片机。
　　-控制型
　　按照单片机（Microcontrollers）大致应用的领域进行区分的。一般而言，工控型寻址范围大，运算能力强；用于家电的单片机多为专用型，通常是小封装、低价格，外围器件和外设接口集成度高。 显然，上述分类并不是惟一的和严格的。例如，80C51类单片机既是通用型又是总线型，还可以作工控用。
　　3 单片机的结构
　　3.1 单片机功能
　　基本功能：
　　1.8位数据总线，16位地址总线的CPU；
　　2.具有布尔处理能力和位处理能力；
　　3.采用哈佛结构，程序存储器与数据
　　存储器地址空间各自独立，便于程序设计；
　　4.相同地址的64KB程序存储器和64KB数据存储器；
　　5.0-8KB片内程序存储器（8031无，8051有4KB，8052有8KB，89C55有20KB）；
　　6.128字节片内数据存储器（8051有256字节）；
　　7.32根双向并可以按位寻址的I/O线；
　　8.两个16位定时/计数器（8052有3个）；
　　9.一个全双工的串行I/O接口；
　　10.多个中断源的中断结构，具有两个中断优先级；
　　11.片内时钟振荡器 。
　　特点：
　　1.以微处理器（CPU）为核心；
　　2.CPU与其他部件间通过三总线连接。
　　总线： 指能为多个部件服务的信息传送线 。
　　
　　3.2单片机引脚
　　
　　USB
　　1 USB简介
　　USB 就是指通用串行总线（Universal Serial Bus），是计算机外围设备通讯的总线标准。USB 能够实现从出现迅速发展到普遍应用，其主要的原因是其具有高速、稳定、廉价、方便的特点。在嵌入式系统中USB技术主要有两种应用方式，一种是USB总线设备的USB设备方式，一种是USB主控制器的嵌入式USB主机。USB 设备已经得到了广泛的使用，但是USB 主机实现其复杂性却没有很多应用实例。
　　由于其良好的特性，USB 总线的应用范围已经开始从计算机外围设备向嵌入式系统扩展，在嵌入式系统中USB总线协议的完整性与复杂性使得它的应用方式多种多样。
　　2 USB 主机方式在嵌入式系统的应用
　　2.1 嵌入式USB 主机应用中的问题
　　USB主控的集成能够使嵌入式产品与各种低价、便捷的外部设备连接。便携移动设备的发展对USB 主控装置有着越来越大的需求。
　　从根本上来说，USB就是PC总线的外部扩展，PC为其提供了丰富的系统资源，而PC 中的Microsoft Windows 操作系统原本就可以支持USB.USB主控体系结构由于系统资源与软件支持成为了PC应用中理想的解决方案，但是嵌入式系统中并没有这些优势。
　　嵌入式USB主机应用中问题主要体现在： 嵌入式系统有限的系统资源容量与能力； USB固件的添加会使嵌入式应用的复杂性加大，影响嵌入式应用及时响应实时事件的功能； 嵌入式市场处理器与实时操作系统繁复，USB固件的开发与移植需要大量的时间，典型嵌入项目的设计学习过长、过于艰辛。
　　2.2 嵌入式USB 主机应用相关问题的对策
　　要解决嵌入式装置中USB主控设计复杂的问题，其中一个方法就是在USB 主端控制器中揉入USB 即插即用的能力智能。具体的操作办法有：在控制器硬件中嵌入USB 主控栈与器件驱动的功能共用组件；将USB主控功能压缩到语族与ANSI C兼容的API（被系统用来获取USB主控制器中的USB主控功能）中。
　　串口通信
　　串口和usart
　　
　　USART是一个全双工通用同步/异步串行收发模块，该接口是一个高度灵活的串行通信设备。有别与USART，还有一个UART，它在USART基础上裁剪掉了同步通信功能，只有异步通信。简单区分同步和异步就是看通信时需不需要对外提供时钟输出，我们平时用的串口通信基本都是UART。 串口通信一般是以帧格式传输数据，即一帧一帧传输，每帧包含有起始信号、数据信息、停止信息，可能还有校验信息。
　　满足外部设备对工业标准 NRZ 异步串行数据格式的要求，并且使用了小数波特率发生器，可以提供多种波特率，使得它的应用更加广泛。
　　支持同步单向通信和半双工单线通信；还支持局域互连网络 LIN、智能卡（SmartCard）协议与 lrDA（红外线数据协会） SIRENDEC规范。 USART支持使用 DMA，可实现高速数据通信。
　　串行通信：
　　按照数据传送方向，分为：
　　①单工：
　　数据传输只支持数据在一个方向上传输
　　②半双工：
　　允许数据在两个方向上传输，但是，在某一时刻，只允许数
　　据在一个方向上传输，它实际上是一种切换方向的单工通信；
　　③全双工：
　　允许数据同时在两个方向上传输，因此，全双工通信是两个
　　单工通信方式的结合，它要求发送设备和接收设备都有独立
　　的接收和发送能力。
　　串行通信的通信方式：
　　同步通信：带时钟同步信号传输。
　　-SPI，IIC通信接口
　　异步通信：不带时钟同步信号。
　　-UART（通用异步收发器），单总线
　　
　　串口配置：