在USB的拓?fù)錂C(jī)構(gòu)中居于核心地位的是主機(jī)（Host），任何一次USB的數(shù)據(jù)傳輸都必須由主機(jī)來發(fā)起和控制，所有USB設(shè)備都只能和主機(jī)建立連接，任何兩個(gè)外設(shè)之間或是兩個(gè)主機(jī)之間無法直接通信。而目前，大量扮演主機(jī)角色的是個(gè)人電腦PC。目前所買到和使用的USB設(shè)備基本都是只具備USB設(shè)備的功能而不具備主機(jī)功能，比如USB接口的移動硬盤、數(shù)碼相機(jī)、打印機(jī)等。所有這些設(shè)備都只能在USB Host上使用，也就是通常只能通過PC來進(jìn)行相互的文件和數(shù)據(jù)交換。沒有了PC主機(jī)，這些設(shè)備是不能互聯(lián)的。

1 USB系統(tǒng)模型和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

最簡單的USB系統(tǒng)模型組成是以USB主機(jī)為核心，以外圍的USB設(shè)備為特定功能的設(shè)備模塊。即USB提供的是主機(jī)和設(shè)備中間的一種數(shù)據(jù)通信服務(wù)。此外，為了構(gòu)建更復(fù)雜的USB系統(tǒng)，還需要加上USB集線器（Hub）。

USB主機(jī)包括PC或嵌入式系統(tǒng)兩種類型，每一次USB數(shù)據(jù)通信都必須是由USB主機(jī)來發(fā)起的（遠(yuǎn)程喚醒模式除外），主機(jī)管理著每個(gè)USB設(shè)備。即使新興的USB On-The-Go設(shè)備，其核心部分仍然是嵌入了USB主機(jī)的功能。本方案主要是基于嵌入式USB主機(jī)的USB系統(tǒng)模型。

USB的拓?fù)潴w系由3種元素組成：主機(jī)、Hub和設(shè)備，通過Hub的級聯(lián)，構(gòu)成了層次化的星形結(jié)構(gòu)。USB的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1所示。

2 硬件設(shè)計(jì)

2．1 電源電路

電源電路的組成如下：

系統(tǒng)采用雙電壓給電方式；觸發(fā)器采用3．3 V給電；1284收發(fā)器采用5 V和3．3 V的雙電壓給電方式。在交流適配器中將干擾過濾后，提供5 V直流電壓。3．3 V直流電壓由固定輸出電源模塊來提供。電源系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示。

2．2 USB接口電路

為了給USB總線安全的提供電源，采用電源管理芯片，利用MCU來管理USB總線的電源。系統(tǒng)reset時(shí)，為了使與其連接的USB設(shè)備不進(jìn)行誤操作，關(guān)閉USB電源；總線電路異常而導(dǎo)致過流（over current）時(shí)，系統(tǒng)自動關(guān)閉電源并通知MCU。并且還采用壓敏電阻（vatistor）來防止靜電（ESD）；采用共模軛流線圈（Common Mode Choke Coil）來減少對總線差模數(shù)據(jù)的干擾。USB Host接口部分的電路如圖3所示。

2．3 MCU程序下載電路

由RS232端口來下載MCU程序，對應(yīng)的電路圖如圖4所示。

DR9插座和MAX232置于單獨(dú)的下載板上，利用8PIN插座和主板（SPP／USB轉(zhuǎn)換主板）來連接。異步串行接口下載程序時(shí)，各管腳設(shè)置如下所示：

P60=‘L’，P61=‘L’；

MD0，MD1，MD2=‘HHL’。

2．4 Reset電路

在MB90F337內(nèi)部有上電復(fù)位（power on reset）功能，在外部reset電路發(fā)生外部reset請求。外部reset電路的初步想法如圖5所示。使用的復(fù)位芯片（reset Chip）是PST9231。reset時(shí)間利用外部電容，設(shè)置為40～50 ms之間。