带USB接口的电子巡更系统的设计

统软件设计
　　
　　2.1巡更机固件程序
　　
　　巡更机固件程序从功能上主要分为两部分。
　　
　　①信息钮扣的读取操作程序。这一部分实现MCU主外围器件的初始化、读取信息钮以及对DS1302和24LC64的读写操作。调试时要注意I2C总线的时序问题。巡更机固件程序采用C语言编程。信息钮读取操作程序流程如图3所示。
　　
　　②MCU和USB接口的通信程序。这一部分程序要实现将24LC64中的数据经USB接口读入到上位计算机中。USB接口芯片PDIUSBD12的端点适用于不同类型的设备，可通过命令配置为4种不同的模式：模式0（非同步传输）、模式1（同步输出传输）、模式2（同步输入传输）和模式3（同步输入输出传输）。PDIUSBD12带有三个端点，即端点0、端点1和端点2。这里仅列出模式0（非同步传输）时各端点的配置表格，如表1所列。
　　
　　表1模式0各端点配置
　　
　　端点号端点索引传输类型端点类型方向
　　最大数据包容量/B
　　
　　00
　　1控制输出
　　控制输入缺少值输出
　　输入16
　　1612
　　3普通输出
　　普通输入普通
　　普通输出
　　输入16
　　1624
　　5普通输出
　　普通输入普通
　　普通输出
　　输入64×2（双缓冲区）
　　64×2（双缓冲区）
　　本程序设计时，使用PDIUSBD12的端点1和端点2进行上位计算机与巡更机MCU之间的命令和数据的传输。端点1和端点2设置成模式0，其中端点1进行命令的传输和应答，端点2用于数据的传输。端点1接收上位计算机发送过来的8字节的读指令，指令正确回应后，使用端点2返回读成功数据。通信中所使用的端点情况如图4所示（括号内为使用的端点号）。
　　
　　PDIUSBD12收到上位计算机的数据包时，就以中断的方式通知巡更机的MCU。固件程序工作过程如下：当PDIUSBD12从USB收到一个数据包时，PDIUSBD12就会对MCU产生中断请求，MCU立即响应中断。巡更机固件程序将数据包从PDIUSBD12内部缓冲区移到数据缓冲区，并清零PDIUSBD12的内部缓冲区，以使之能接收新的数据包。在断处理程序中，MCU判断产生的中断类型，并进行相应的处理。其中断程序流程如图5所示。
　　
　　2.2巡更机驱动程序
　　
　　Windows98和Windows2000已经为一些USB标准设备提供了驱动程序，巡更机目前还不是标准的计算机外设，所以必须针对巡更机的特点来编写驱动程序。本设计中巡更机驱动程序是通过WindowsDDK来开发的，它是Microsoft公司提供的一个开发Windows驱动程序的工具，DDK提供了编译驱动程序的环境。该巡更机的驱动程序是WDM类型的，采用VC++编程。
　　
　　驱动程序中对USB进行操作的请求都应调用系统例程，将其转化为一个URB结构，即USB请求块（USBRequestBlock），然后使用系统级的IRP将其提交。该驱动程序由四个模块组成：初始化模块、即插即用管理模块、电源管理模块和I/O控制模块。
　　
　　①初始化模块。DriverEntry为驱动程序的入口处，通过它来执行大量的初始化函数。
　　
　　②即插即用管理模块实现设备的热插拔和动态配置。驱动程序初始化完成后，接着对设备进行

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