通用串行总线(Universal Serial Bus,简称USB)从诞生至今已经十多年了。这十多年间,USB在不断完善,并走向成熟。其成本低、速度快、通用性强、可热拔插等诸多优点,得到了诸多厂商的认可。随着USB应用领域的扩大,如何将USB应用在工业领域,实现USB到标准工业接口(如RS232)之间的双向数据通信,成为新的研究课题。USB系统包括USB主机、USB设备和USB互联三部分,其中USB主机是核心,要想实现USB接口到标准工业接口的双向数据通信就离不开USB主机。因此USB主机的开发是本课题研究的关键。本文研究的目的就是实现USB主机功能,使USB设备和RS232设备通过本系统能够通信;同时本系统也能够实现USB设备功能,将RS232接口设备能够映射成为USB接口设备。本文以SST公司的8位处理器89E58RDA为核心处理器,沁恒电子有限公司的CH375B作为USB主/从控制芯片,构建了主动/从动USB通信模块。通过对USB协议的认真研究,深入剖析了USB的系统体系、数据通信模型、数据包格式、USB标准描述符。并且对USB大容量存储设备(Mass Storage)类规范进行了仔细的分析,建立了USB与Mass Storage类设备之间的逻辑通信模型;实现了USB接口到RS232接口的双向数据通信。硬件上完成了各模块的原理图和PCB设计;在软件上,完成了系统核心驱动程序、USB主机的通信驱动程序以及设备驱动的设计。并且按照论文中的设计方法制作出了实验板。多次实验证明,本系统运行稳定,能够实现预期目标。本系统硬件设计方案具有成本低、功耗小、U盘识别率高等特点。