通用串行总线(USB)是一种高速度传输的串行接口总线，由于具有即插即用、易于扩展和高传输速率的特点，在近年获得了极大的发展，其规范标准不断更新，被广泛应用于各种计算机外设、多媒体设备及工业领域中。对基于USB总线的数据传输方法进行研究，充分利用此种传输方法的优越性，能提高数据传输的速率与可靠性，更有效地利用计算机资源，在实际应用中更好地发挥它的优势。本设计在深入研究通用串行总线USB2.0总线技术体系结构的前提下，选用高性价比的USB2.0控制芯片，设计实现USB2.0接口，将之应用于大容量机车信号记录仪的高速数据下载。论文重点讨论了USB数据传输相关单片机固件程序和WDM驱动程序的设计和实现，得到了一种廉价高效的基于USB2.0高速传输技术的数据传输方案。本论文主要完成了以下工作：●概述USB发展背景及其现状，从多个角度探讨USB的技术特点以及发展趋势，分析USB2.0技术的优势及其可行性，指出采用该技术可以行之有效地解决采用通用串口实现大批量数据传输的速度瓶颈问题；●深入研究了USB系统体系，包括其体系结构、总线拓扑、通讯流模型、物理接口及数据传输协议，在此基础上为大容量机车信号记录仪设计了USB2.0接口，用于实现高速数据下载；●USB2.0接口的硬件及固件设计与实现方法。设计中采用USB2.0高速接口芯片与单片机搭配的方案来实现物理接口；描述了单片机固件程序的设计思想，固件程序在保证ISP1581接口芯片高速特性的同时保证了硬件的稳定性，实现了设备枚举和批量传输两部分任务；●对Windows驱动程序模型(WDM)进行了深入探讨，设计并实现了所开发的USB2.0接口在上位机下的USB驱动程序，其完全符合WDM分层驱动模型架构，程序结构清晰、规整，有利于驱动程序的移植和提高驱动程序的开发效率；USB2.0技术以其独特的优势如高速、可靠、即插即用等已经在越来越多的领域获得了应用，加之USB接口的开发具有一定的通用性，因此本设计所作的研究具有一定的实用价值。