基于USB总线的实时数据采集系统设计与实现

即插即用管理模块实现ＵＳＢ设备的热插拔及动态配置。当Ｗｉｎｄｏｗｓ９８检测到ＵＳＢ设备接入时，查找相应的驱动程序，并调用它的ＤｒｉｖｅｒＥｎｔｒｙ例程，ＰｎＰ管理器调用驱动程序的ＡｄｄＤｅｖｉｃｅ例程，告诉它添加了一个设备；然后驱动程序为ＵＳＢ设备建立一个功能设备对象。在此过程中，驱动程序收到一个ＩＲＰ＿ＭＮ＿ＳＴＡＲＴ＿ＤＥＶＩＣＥ的ＩＲＰ，包括设备分配的资源

Ｉ／Ｏ功能实现模块完成Ｉ／Ｏ请求的大部分工作。当动态链接库提出Ｉ／Ｏ请求时调用Ｗｉｎ３２ＡＰＩ函数ＤｅｖｉｃｅＴｏＣｏｎｔｒｏｌ向设备发出命令；然后由Ｉ／Ｏ管理器构造一个ＩＲＰ并设置其ＭａｊｏｒＦｕｎｃｔｉｏｎ域为ＩＲＰ＿ＭＪ＿ＤＥＶＩＣＥ＿ＣＯＮＴＲＯＬ。ＵＳＢ设备驱动程序收到该ＩＲＰ后取出其中的控制码，并利用一个开关语句找到对应的例程入口。

    ２．３ 应用程序设计与实现

应用程序采用Ｖｉｓｕａｌ Ｂａｓｉｃ６．０编写。由于其只需调用动态链接库，故开发较简单。主要功能包括检测ＵＳＢ设备、开启／关闭ＵＳＢ设备、设置Ａ／Ｄ状态和数据采集端口、显示并分析实时采集的数据。主框图如图５所示。

由于Ｄ１２的端点１的ＦＩＦＯ为１６字节，端点２的ＦＩＦＯ为６４字节，当缓冲区存满后自动将数据打包，由ＳＩＥ自动发送数据包。程序获得数据包后需延迟至下组数据包准备完毕，从而保证程序与数据采集同步。另外程序还发出停止采集和关闭ＵＳＢ设备的命令。

３ 系统特点

基于ＵＳＢ总线的实时数据采集系统严格遵循ＵＳＢ１．１协议，有以下特点：

（１）易于扩展。最长传输距离５ｍ，采用ＵＳＢＨｕｂ可达３０ｍ；最多可同时接１２７个设备。

（２）电磁干扰影响极小。本系统放置在计算机外部，不受板卡间的电磁干扰影响；若在电磁干扰极强的环境下工作，需专门为其设计电磁屏蔽方案。

（３）安装方便，支持即插即用。克服了以往数据采集板卡需要打开机箱的麻烦。

（４）性价比高，远优于传统的实时数据采集系统。

（５）实时采集，实时显示