随着电脑外设和数码产品的不断发展,各种设备之间的接口和互连成为当前需要解决的难题。通用串行总线(USB)支持即插即用和热插拔等特性,传输速率较高且价格低廉,因而逐渐成为PC外围设备的接口标准,并在各种数码产品中得到了广泛的应用,在通讯和工业控制领域也有着美好的应用前景。本文以程控交换实验系统的USB接口设计为背景,给出了基于EZ-USB控制器的解决方案,重点论述了设备端和主机端软、硬件的设计与实现方法。在简要介绍并分析USB总线体系结构和实现机制的基础上,结合本系统的实际需求对常见USB控制器的性能特点进行了分析比较,提出了采用EZ-USB控制器的解决方案。在对EZ-USB控制器的功能结构进行分析的基础上,提出了系统硬件电路的设计方案,就主要功能模块的实现进行了论述,并对系统抗干扰、防静电、调试等问题作出了讨论。对于嵌入式设备中相当重要的固件程序,采用了模块化的开发方法,通过建立固件程序框架使程序各部分之间的功能更加明晰,简化了固件的开发工作。设备驱动程序是外设开发中的难点。为此,在对USB主机端软件的体系结构和Windows驱动程序模型进行分析之后,结合部分代码详细论述了本系统设备驱动程序和客户端应用程序的设计要点。针对当前3C(Computer、Communication & Consumer electronics)技术不断融合的趋势,还介绍了USB协议的最新发展与应用前景。本系统的设计方案和理论分析为后续研究和开发打下了基础,并为其他嵌入式USB应用系统的开发提供了参考。