通用串行总线(USB—Universal Serial Bus)是计算机与外部设备连接的新型接口,相对于PC传统的串/并行接口,USB具有诸多优点如较高的数据传输率、即插即用、热插拔、易扩充和低成本等。随着USB接口的普及,大量嵌入式应用开始考虑将USB集成到系统中。这当中一部分是设计作为PC外围设备,而另一部分则是为使用PC外围设备的USB主机。在USB系统结构中,USB主机处于核心地位。任何一次USB数据传输均由USB主机发起和控制,所有USB设备只能和USB主机建立连接,而两个设备之间无法进行直接通信。USB2.0通信协议是本文重点研究的内容之一,从USB通信模型、封包、数据的传输类型等几方面对该协议进行了较详尽的分析和阐述,并结合ISP1581接口芯片设计的USB系统详细讨论了芯片的固件程序设计。本文另一个重点研究的内容是Windows XP操作系统内核模式下的WDM驱动程序。通过对其特点、关键概念、开发方法进行介绍后,将着重分析该模式下的USB驱动程序的架构。采用Numega DriverStudio开发USB设备驱动程序是本文的一个特色,使用该工具构建USB设备驱动程序的方法和其中关键例程的实现都可以作为今后WDM驱动程序研究和开发的借鉴。在完整的USB接口设计中,上层应用程序也扮演了很重要的角色。本文重点编写了一个采样测试应用程序,来验证我们开发的USB接口完成硬件板与PC主机之间的通信情况。最后,本文对我们在研究和开发USB接口工作中的不足之处和需要改进的地方进行了总结,同时也展望了USB发展的美好前景。