【正文】 現實的，而且在很多情況下，并不需要使用到這些特性。USBOTG并沒有影響外設到PC的連接能力和要求，而是為在PC機連接不可行或不能實現的情況下提供一個外設之間直接通信的解決方案。取得了滿意的效果。，他們使用相同的連接器與電纜。設備描述符與Device_Qualifier描述符中的字段數值，視所選擇的速度來做交替。，還增加了一些新的特性。在程序設計時，各種描述符的每一個字段必須正確無誤，尤其是描述符的長度和類型，否則設備枚舉必將失敗。USB設備的每一個端點都有自己的描述符。一個設備可以有多個配置描述符。USB的描述符是通過Get Deseriptor來讀取的。一個描述符是具有一個確定格式的一個數據結構。表23 USB設備請求格式偏移量域大小值描述0bmRequestType1位圖請求特征： D7：傳輸方向 0=主機至設 1=設備至主D6..5：種類 0=標準 1=類 2=廠商 3=保留D4..0：接受者 0=設備 1=接口 2=端點 3=其他1bRequest1數值USB設備請求2wValue2值字長域，根據不同的請求含義改變4wIndex2索引和偏移字長域，根據不同的請求含義改變。如果全部的數據和CRC位被準確無誤地收到，16位剩余將是1000000000001101B。生成多項式如下：G(X)=X5+X2+1 這個多項式的二進制位組合是00101B。CRC校驗：包括令牌校驗和數據校驗。幀號域(Frame Number Field：幀號字段是一個11位的字段，主機每過一幀就將其內容加一。規(guī)定端點域只能供IN、SETUP和OUT令牌的PID使用。端點域(ENDP)有4位，它使設備可以擁有幾個子通道，所有的設備必須支持一個控制端點0(end point 0)。表22 PID類型PID類型PID 名稱PID[3…0]說明 令牌 (Token)OUT0001b地址+端點號IN1001b地址+端點號SOF0101b幀標志，表示幀標號開始SETUP1101b地址+端點號數據（DATA）DATA00011b數據分組偶PIDDATA11011b數據分組奇PID 握手（Handsake）ACK0010b接收器接受到無誤的數據分組NAK1010b接受設備不能接受數據或發(fā)送設備不能發(fā)送的數據SALL1110b端點被靜止特殊PRE1100b主機發(fā)出低速通信的前導信號地址域(AddressField)：外設端點都是由地址域指明的，它包括兩個子域：地址域和端點域，外設必須解讀這兩個域，其中有任何一個不匹配，這個令牌就會被忽略。標識域(PID Paeket Identifier Field)：是由一個4位的分組類型碼加上4位類型碼的反碼組成。在實際開發(fā)過程中，我們可以采用其中的一種或幾種方式來設計我們的系統。具有數據量小、非周期性、低頻率、延時一定等特點。塊傳輸主要用于完成主機和設備之間的大批量數據傳輸，這種傳輸方式可以利用任何可用的帶寬進行傳輸，或可以延遲到有可利用的帶寬時再進行傳送數據。每一次傳輸是由事務(transaction)所組成，每一筆事務都是由信息包(packet)所組成，每一個信息包則是包含傳輸的信息。USBD以I/O請求包(IRPS)的形式提供數據傳輸構架，它由通過特定管道(PIPE)傳輸數據的需求組成。UHCD實現了與USB主控制器通信和控制USB主控制器的一些細節(jié)，它對系統軟件的其它部分是隱蔽的。主控制器驅動程序能夠更容易的將不同的主控制器設備影射到USB系統中，因此客戶可以在不知其設備連接在那個主控制器的情況下與設備相互作用。實箭頭表示主機上的實際通信，設備上的相應接口根據不同的儀器而不同。(4) 系統硬件電路設計。(3) 提出系統總體設計方案。在科學技術研究的各行各業(yè)中，常常利用PC機或工控機對各種數據進行采集，如液位、溫度、壓力、頻率等。在自動飛行控制和航天器的遙測、遙控中以及在國民經濟的各個領域中，數據采集技術具有很重要的地位。因此，我們提出了基于USB總線接口的數據采集系統。目前，支持的最高速度達到了480Mbps，遠遠超過了一般并行總線的數據傳輸速度。1998年，在進一步對以前版本的標準進行闡述和擴充的基礎上。4)有總線電源保護，系統連續(xù)3ms沒有總線活動，USB自動進入刮起狀態(tài)。USB為接纜和連接頭提供了單一模型，解決了外設越來越多造成的插槽緊張問題。因此，我們能夠利用USB總線接口比較容易的實現低成本、高可靠性的多點數據采集系統。根據調查顯示，70%的嚴重系統錯誤和系統崩潰是由硬件沖突引起的。采用板卡不僅安裝麻煩，容易受機箱內環(huán)境的干擾，而且由于受計算機插槽數量和地址、中斷資源的限制不可能掛接很多設備。對本研究提供過幫助和做出過貢獻的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。盡我所知，除文中特別加以標注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機構的學位或學歷而使用過的材料?，F在常用的采集方式是數據采集板卡，常用的有42485等總線板卡。這給編程者帶來了不便，同時消耗了PC的許多系統資源，使許多系統資源不可使用，并且產生了很多沖突，由此造成了很多問題。這些方法可以有效的減少總體成本，減少硬件沖突。所有USB設備支持熱拔插，系統對其進行自動配置，不再占用中斷資源或者DMA資源，徹底拋棄了過去的跳線和撥碼開關設置。最快可以達到480Mbps，可以滿足高速數據采集系統的要求。在1996年，這是第一個為所有的USB產品提出設計請求的標淮。尤其是Microsoft公司在其WIN98之后的操作系統中加強了對USB的系統支持后，USB總線迅速發(fā)展起來。但是USB接口在工業(yè)控制領域、數據采集系統以及只能儀器儀表中的應用還不多見。在工業(yè)生產和科學研究中經常需要對一些物理量進行采集，為提高產品質量、降低成本提供信息和手段。隨著電子工業(yè)的發(fā)展，尤其是PC機的出現，大大地促進了工業(yè)自動化的程度，現在越來越多設備實現了自動控制和無人職守，而這一切又促進了數據采集技術的發(fā)展。(2) 具體地從USB系統組成、USB的傳輸、USB的數據單元、USBOTG協議。最后，闡述了數據采集器的設計實現。其中USB系統軟件是由主控制器驅動程序(HCD)、USB驅動程序(USBD)和主機軟件組成。USB主控制器定義了一個標準硬件接口，以提供一個統一的主控制器可編程接口。USBD所實現的準確細節(jié)隨不同操作系統環(huán)境而有所不同，但USBD在不同操作系統環(huán)境下完成的是一樣的工作。 USB的數據傳輸方式雖然USB設備的軟硬件會自動處理所有傳輸的細節(jié)，但是如果想要設計USB設備，我們仍然需要對接口的內部工作原理有相當程度的了解?？刂苽鬏斨饕糜诿睢⒖刂?、狀態(tài)操作(如獲取設備的設備描述符，設置設備的USB地址等，可以通過控制傳輸來定義自己對設備的控制操作，設置采樣參數、開始或停止采樣等)，是由主機軟件發(fā)起的請求/響應通信過程，具有突發(fā)性、非周期性的特點，每個USB設備都必須有控制傳輸的通道。中斷傳輸用來完成設備到主機的少量數據傳輸，它只支持設備到主機方向數據傳輸(中斷傳輸與我們平常說的“中斷”概念沒有任何聯系)，適用于人工輸入設備。這種傳輸類型保留了數據中時間壓縮的概念，但并不意味著這一類數據傳輸都是實時的。表21各種包的格式令牌包SYNCPIDADDR ENDPCRC5數據包PID DATACRC16握手包 PID幀開始PID幀標號CRC5同步域(SYNC field)：所有的包都起始于同步域，它被用于本地時鐘與輸入信號的同步，并且在長度上定義為8位，SYNC的最后兩位作為一個記號，表明PID域(標識域)的開始。 PID分組碼格式PID可以分成4個碼組：令牌、數據、握手和特定類型，如表22所列。0地址只能用于缺省值而不能分配作一般的地址。除了端點地址0之外，端點個數是由功能部件決定的。全速(Full speed)功能部件可以支持最多可達16個任何類型的端點。每個字節(jié)的范圍內的數據位移出時都是最低位(Lsb)在前。(1)令牌CRC標記使用了5位的CRC字段，它覆蓋了輸入，建立和輸出令牌的ADDR和ENDP字段，或SOF標記的時間戳字段。產生的多項式是如下：G(X)=X16+X15+X2+1 這個多項式的二進制位組合是1000000000000101B。USB設備的請求由8個字節(jié)組成，格式定義如表23所列。表24 USB標準設備請求bmRequestTypebRequestwValuewIndexwLengthData00000000B00000001B00000010BCLEAR_FEATURE特性選擇符0接口號端點號0無10000000BGET_CONFIGURATION001配置值10000000BGET_DESCRIPOTR描述表種類和索引零或語言標志描述表長描述表10000001BGET_INTERFACE0接口號1可選設置10000000B10000001B10000010BGET_STATUS00接口號端點號2設備，接口或端點狀態(tài)00000000BSET_ADDRESS設備地址00無00000000BSET_CONFIGURTION配置值00無00000000BSET_DESCRIPTO描述表0或語言標志描述表長描述表00000000B00000001B00000010BSET_FEATURE描述表種類和索引0接口號端點號0無00000001BSET_INTERFACE可選設置接口號0無10000010BSYNCH_FRAME0端點號2幀標號 USB設備的描述符USB設備利用描述符來報告其屬性。標準的USB設備有5種USB描述符，分別是設備描述符、配置描述符、接口描述符、端點描述符和字符串描述符。配置描述符：定義了設備的配置信息，一個設備對它支持的每一種配置都有一個配置描述符，包括關于配置的一般信息，并且定義了當使用這些配置時接口的數量。端點描述符：包括了端點所支持的傳