基于USB接口的数据采集系统设计

　　·完全自治的直接内存存取ＤＭＡ操作。
　　
　　２．３接口硬件设计
　　
　　由Ｄ１２接口组成的通信电路原理如图３所示。关于Ｄ１２的各引脚说明见参考文献[４]。多路地址／数据总线ＡＬＥ接单片机的ＡＬＥ脚，这样使用ＭＯＶＸ指令可以与Ｄ１２接口，对Ｄ１２操作就象对ＲＡＭ操作一样，此时忽略Ａ０（命令口和数据口地址线）的输入。因为没有使用ＤＭＡ传输方式，所以没有用到ＤＭＡＣＫ＿Ｎ、ＥＯＴ＿Ｎ和ＤＭＲＥＱ＿ＮＤＭＡ引脚。ＩＮＴ＿Ｎ是ＵＳＢ中断请求脚，发出ＵＳＢ中断请求；ＧＬ＿Ｎ是ＧｏｏｄＬｉｎｋ指示灯，在调试过程中非常有用，在通信时会不停闪烁。如果一直亮或者一直暗，表示ＵＳＢ接口有问题，如果Ｄ１２挂起，则ＬＥＤ关闭。ＣＬＫＯＵＴ是Ｄ１２的时钟输出，可以通过固件编程改变其频率，在调试固件时，可作为参考。
　　
　　２．４接口程序设计
　　
　　ＵＳＢ接口程序设计是ＵＳＢ开发的核心。ＵＳＢ接口程序设计包括三部分：单片机程序开发、ＵＳＢ设备驱动程序开发、主机应用程序开发。三者互相配合，才能完成可靠、快速的数据传输。
　　
　　２．４．１单片机程序设计
　　
　　单片机程序（又称固件）采用模块化程序设计，主要模块包括：数据采集模块、数据处理、监控模块和数据通信模块。模块化设计的优点是可靠性高、可读性好、升级简单。
　　
　　通信模块固件结构如图４所示。主循环和中断服务程序之间的数据交换可通过事件标志和数据缓冲实现。图３中ＵＳＢ中断引脚ＩＮＴ＿Ｎ发出中断请求，中断服务程序根据中断请求类型操作，设置事件和填充数据缓冲区再传输给主循环；标准设备请求程序是对标准请求进行处理；用户可以根据实际需要编写厂商请求，例如发出启动或停止数据采集命令。
　　
　　图3USB接口连接示意图
　　
　　２．４．２驱动程序设计
　　
　　驱动开发工具有ＤＤＫ和第三方开发工具。其中ＤＤＫ开发难度最大，第三方开发工具有ＤｒｉｖｅｒＳｔｕｄｉｏ和Ｗｉｎｄｒｉｖｅｒ等。ＤｒｉｖｅｒＳｔｕｄｉｏ难度适中，而Ｗｉｎｄｒｉｖｅｒ则属于应用层驱动开发，难度小，但效率低，并存在发布问题。
　　
　　ＤＤＫ驱动程序开发工作包括：开发环境设置（ＶＣ编译环境）[５]、驱动程序设计[６]、安装文件（ＩＮＦ文件）设计。
　　
　　驱动程序设计采用ＷＤＭ（ＷｉｎｄｏｗｓＤｒｉｖｅＭｏｄｅ）。ＷＤＭ设备驱动程序提供了一个参考框架，大大降低了由ＤＤＫ书写驱动程序带来的难度。
　　
　　Ｄ１２驱动使用的例程包括：ＤｒｉｖｅｒＥｎｔｒｙ、ＡｄｄＤｅｖｉｃｅ、ＤｉｓｐａｔｃｈＰｎｐ、ＤｉｓｐａｔｃｈＲｅａｄ、ＤｉｓｐａｔｃｈＷｒｉｔｅ和ＤｉｓｐａｔｃｈＤｅｖｉｃｅＣｏｎｔｒｏｌ例程，以下是Ｄ１２的ＷＤＭ驱动程序函数：
　　
　　ＤｒｉｖｅｒＯｂｊｅｃｔ－＞ＭａｊｏｒＦｕｎｃｔｉｏｎ[ＩＲＰ＿ＭＪ＿ＣＲＥＡＴＥ]＝Ｄ１２＿Ｃｒｅａｔｅ;
　　
　　ＤｒｉｖｅｒＯｂｊｅｃｔ－＞ＭａｊｏｒＦｕｎｃｔｉｏｎ[ＩＲＰ＿ＭＪ＿ＣＬＯＳＥ]＝Ｄ１２＿Ｃｌｏｓｅ;
　　
　　ＤｒｉｖｅｒＯｂｊｅｃｔ－＞ＤｒｉｖｅｒＵｎｌｏａｄ＝Ｄ１２＿Ｕｎｌｏａｄ;
　　
　　ＤｒｉｖｅｒＯｂｊｅｃｔ－＞ＭａｊｏｒＦｕｎｃｔｉｏｎ[ＩＲＰ＿ＭＪ＿ＤＥＶＩＣＥ＿ＣＯＮＴＲＯＬ;
　　
　　＝Ｄ１２＿ＰｒｏｃｅｓｓＩＯＣＴＬ;
　　
　　ＤｒｉｖｅｒＯｂｊｅｃｔ－＞ＭａｊｏｒＦｕｎｃｔｉｏｎ[ＩＲＰ＿ＭＪ＿ＷＲＩＴＥ]＝Ｄ１２＿Ｗｒｉｔｅ;
　　
　　ＤｒｉｖｅｒＯｂｊｅｃｔ－＞ＭａｊｏｒＦｕｎｃｔｉｏｎ[ＩＲＰ＿ＭＪ＿ＲＥＡＤ]＝Ｄ１２＿Ｒｅａｄ;
　　
　　ＤｒｉｖｅｒＯｂｊｅｃｔ－＞ＭａｊｏｒＦｕｎｃｔｉｏｎ[ＩＲＰ＿ＭＪ＿ＳＹＳＴＥＭ＿ＣＯＮＴＲＯＬ;
　　
　　ＤｒｉｖｅｒＯｂｊｅｃｔ－＞ＭａｊｏｒＦｕｎｃｔｉｏｎ[ＩＲＰ＿ＭＪ＿ＰＮＰ]＝Ｄ１２＿Ｄｉｓｐａｔｃｈ;
　　
　　ＤｒｉｖｅｒＯｂｊｅｃｔ－＞ＭａｊｏｒＦｕｎｃｔｉｏｎ[ＩＲＰ＿ＭＪ＿ＰＯＷＥＲ]＝Ｄ１２＿Ｐｒｏｃｅｓｓ－ＰｏｗｅｒＩｒｐ;
　　
　　ＤｒｉｖｅｒＯｂｊｅｃｔ－＞ＤｒｉｖｅｒＥｘｔｅｎｓｉｏｎ－＞ＡｄｄＤｅｖｉｃｅ＝Ｄ１２＿ＰｎＰＡｄｄＤｅｖｉｃｅ;
　　
　　驱动程序与应用程序和硬件之间通信都是ＩＲＰ（Ｉ／Ｏ请求包）完成的。ＩＲＰ＿ＭＪ＿ＰＮＰ主要是实现ＵＳＢ即插即用，例如设备的添加、删除和资源的分配；ＩＲＰ＿ＭＪ＿ＰＯＷＥＲ实现电源管理，例如设备的

《基于USB接口的数据采集系统设计(第2页)》