【正文】 類 KDeviee 則是對(duì) AddDevice例程和 IRP 處理例程進(jìn)行了封裝。本文講述的 USB 驅(qū)動(dòng)程序是用 DriverWorks 開發(fā)的。設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序僅依靠創(chuàng)建 URB(USB 請(qǐng)求塊 )，并把 URB 提交到總線驅(qū)動(dòng)程序來(lái)完成硬件操作。開發(fā)人員可以在 DriverEniry 里加入自己的初始化代碼。功能驅(qū)動(dòng)程序就是通常意義上所說(shuō)的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序。 是根集線器和外部集線器的 USB 總線驅(qū)動(dòng)程序。 PCI總線驅(qū)動(dòng)程序枚舉和配置 PCI 總線上的設(shè)備。 USB 總線設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序必須遵循由 Microsoft 為 Windows98 及其以后版本所定義的 Win32 驅(qū)動(dòng)程序模型。 SYNCDELAY。 if(flag!=512) { //檢查 EPZ 數(shù)據(jù)是否沒(méi)滿 AUTOPTRHI=MSB(amp。 //重新配置 EP2 } 天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 2021屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 22 在 TD_poll()函數(shù)中執(zhí)行讀取數(shù)據(jù)傳輸程序，首先判斷緩沖區(qū)是否滿標(biāo)志，如果不滿，則開始讀取 8 位數(shù)據(jù)，也就是刀 D 的數(shù)據(jù)，并把緩沖區(qū)的地址指針加 1，保證數(shù)據(jù)不會(huì)被后來(lái)的數(shù)據(jù)覆蓋，并保存在下一個(gè)地址中。EP2FIFOBUF): AUTOPTRLI=LSB(amp。 //使能遠(yuǎn)程喚醒 } 2)TDPoll()函數(shù) TDPoll()函數(shù)是用戶自己要實(shí)現(xiàn)功能函數(shù)，在這個(gè)函數(shù)中，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了將數(shù)據(jù)寫入輸出端點(diǎn)緩沖區(qū)內(nèi)，等待 PC 機(jī)的讀取。 天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 2021屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 21 EPSCFG=0x20。 //EP1 為 bulk 傳輸方式，方向 :輸出 EPImCFG=OxE2。 ???????? 天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 2021屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 20 設(shè)備描述符重新定位以后， CY7C68O13 循環(huán)調(diào)用源代碼，如果有 Setup 包則執(zhí)行相應(yīng)的處理函數(shù)，否則執(zhí)行數(shù)據(jù)傳送函數(shù)。 PDevieeQualDser=(WORD)amp。 C8051F320 USB 固件程序 是固件運(yùn)行的主程序文件，負(fù)責(zé)處理主機(jī)發(fā)出的各種 USB 設(shè)備請(qǐng)求，里面包含著函數(shù)的實(shí)現(xiàn)的代碼。當(dāng)主機(jī)收到描述符后，它就會(huì)給該設(shè)備分配一個(gè)新的 USB 地址。如果設(shè)備沒(méi)有中斷 OUT請(qǐng)求號(hào) 請(qǐng)求 數(shù)據(jù)源 值 指針 數(shù)據(jù)長(zhǎng)度 數(shù)據(jù) 是否需要 01h Get_Report 設(shè)備 報(bào)表 ID 中斷 報(bào)表長(zhǎng)度 報(bào)表 是 02h Get_Idle 設(shè)備 報(bào)表 ID 中斷 1 閑置時(shí)間 否 03h Get_Protocol 設(shè)備 0 中斷 1 協(xié)議 引導(dǎo)設(shè)備需要 04h Set_Report 主機(jī) 報(bào)表 ID 中斷 報(bào)表長(zhǎng)度 報(bào)表 否 05h Set_Idle 主機(jī) 閑置時(shí)間 中斷 0 無(wú) 否 06h Set_Protocol 主機(jī) 協(xié)議 中斷 0 無(wú) 引導(dǎo)設(shè)備需要 天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 2021屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 18 端點(diǎn)，則固件必須檢測(cè) Set_Report 控制請(qǐng)求并處理請(qǐng)求里的報(bào)表數(shù)據(jù)。當(dāng)傳輸數(shù)據(jù)到主機(jī)時(shí) :在一個(gè)中斷或控制傳輸中，發(fā)據(jù)。所有的 HID 必須支持 Get_RePort 請(qǐng)求，所有引導(dǎo)設(shè)備都必須支持Get_Protocol 和 Set_Protocol 請(qǐng)求，其他請(qǐng)求是可選的。特征報(bào)表總是使用控制傳輸。 （ 1）固件與報(bào)表 設(shè)備的描述符必須識(shí)別設(shè)備為一個(gè) HID 設(shè)備，除了缺省的控制流程，固件必須支持中斷 IN 端點(diǎn)。其中： A 為數(shù)據(jù)傳送方向控制： H 表示數(shù)據(jù)從 LCD 到 MCU， L 表示數(shù)據(jù)從 MCU 到 LCD； B 為 數(shù)據(jù)類型選擇： H表示數(shù)據(jù)是顯示數(shù)據(jù)。 天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 2021屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 圖 USB 控制器原理框圖 USB 控制芯片 及其 外圍 電路設(shè)計(jì) 圖 USB 控制器 電路圖 D5VDD612GND3D+4REGIN7VBUS8RES/C2CLK910151716181920212223242526272829303132C8051F32011121314C8051F342/3/6/7U3C8051F320GNDD+DVDDVREVBUSRST C171KR9S3VDD12P10C20C211 2Y1XTALC18C1910MR8 12P712P8C11C121uFC131uFC14VDD123P11VBUS1D2D+3GND4shell5shell62USBVBUS天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 2021屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 顯示模塊 顯示系統(tǒng)是單片機(jī)不可或缺的環(huán)節(jié)，它為單片機(jī)提供了直觀的觀察環(huán)境。該 FIFO 空間被分配給端點(diǎn) 03；端點(diǎn) 13 的 FIFO 可以被配置為輸入（ IN）、輸出（ OUT）或輸入 /輸出（分割模 式）。無(wú)需外部電阻 ,該芯片性價(jià)比較高。這類控制器是為 USB 應(yīng)用專門設(shè)計(jì)的芯片，能夠使 USB 的應(yīng)用達(dá)到最優(yōu)化。 USB 驅(qū)動(dòng)程序的開發(fā)工具有DDK(Driver Development Kit)和 DriverWorks，系統(tǒng)中的 USB 驅(qū)動(dòng)程序是DriverWorks 開發(fā)的，利用 VC++ 的強(qiáng)大編程平臺(tái)， 為用戶界面程序提供了控?cái)?shù)據(jù)采集固件程序驅(qū)動(dòng)程序界面程序傳感器 1傳感器 2傳感器 8A / D MCU + U SB PC多通道數(shù)據(jù)選擇天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 2021屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 制 USB 接口芯片的句柄。實(shí)現(xiàn)多通道數(shù)據(jù)采集，多通道輸入數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò) A/D 的多通道數(shù)據(jù)選擇并轉(zhuǎn)換 ，由 USB 接口控制芯片的 IN 端點(diǎn)讀入緩沖區(qū)，再由其 OUT 端點(diǎn)輸出至 PC 機(jī)。 天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 2021屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 2 基于 USB 總線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì) 基于 USB 總線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括兩部分 :系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)。在課題研究結(jié)果的基礎(chǔ)上，可以形何形式的 USB 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。 6)支持四種傳輸模式 。每個(gè) USB 主機(jī)通過(guò) USB 集線器，可以同時(shí)掛接最多個(gè)外圍設(shè)備，有效地解決了多點(diǎn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) I/O 口不夠用的問(wèn)題。 總而言之，目前國(guó)內(nèi)對(duì) USB 數(shù)據(jù)采集設(shè)備的研制己經(jīng)取得了可喜的發(fā)展，但是與國(guó)外相比，在開發(fā)和應(yīng)用的深度和廣度而言，還有一段距離，現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集要求比較高的場(chǎng)合多是采用的國(guó)外產(chǎn)品。典型的是美國(guó)國(guó)家儀器 有限公司 (National Instruments， Nl)公司研制的一系列 USB 數(shù)據(jù)采集卡， Nl于 2021 年 8 月推出了八款最新 高速數(shù)據(jù)采集設(shè)備，從而擴(kuò)展了其業(yè)界領(lǐng)先天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 2021屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 的高性能 USB 數(shù)據(jù)采集設(shè)備 USB 一 9000 系列產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)了高達(dá) 800ks/s 的采樣率。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛快發(fā)展和普及，以數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)為核心的設(shè)備也迅速在國(guó)內(nèi)外得 到了廣泛的應(yīng)用，現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究對(duì)數(shù)據(jù)采集的要求越來(lái)越高，如在工業(yè)控制中現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的采集，溫度、壓力等數(shù)據(jù)的采集，在比較重要場(chǎng)所安裝的監(jiān)控設(shè)備，還有視頻會(huì)議、可視電話等場(chǎng)合中，都需要進(jìn)行高速數(shù)據(jù)采集。 USB 固件程序在 keil C 中完成，實(shí)現(xiàn) C8051F320 的初始化 。傳統(tǒng)的通信方式由于傳輸速度慢、抗干擾能力弱、安裝麻煩等原因嚴(yán)重阻礙了數(shù)據(jù)采集設(shè)備的發(fā)展，新一代通用串行總線 (Universal Serial Bus，簡(jiǎn)稱 USB)具有傳輸線少、速度快、支持熱插拔以及易于擴(kuò)展等優(yōu)點(diǎn)，很好的解決了以上問(wèn)題 ,因此串行總線技術(shù)在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及通信設(shè)備中迅速得到了廣泛的應(yīng)用。硬件設(shè)計(jì)中的各個(gè)芯片的選擇都以技術(shù)指標(biāo)為依據(jù)，每個(gè)部分之間 的連接以芯片的工作模式和系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)的功能來(lái)決定。The device dirver programme provides the channel to the software and the hardware platform for the user programme, which is developed by Windows XP DDK and DriverStudio。由于 USB 的種種優(yōu)點(diǎn)，被越來(lái)越多的廠商和用戶所接受，出現(xiàn)了USB 打印機(jī)、攝像機(jī)等產(chǎn)品。 國(guó)內(nèi)在 USB 數(shù)據(jù)采集、 USB 工業(yè)控制等領(lǐng)域已經(jīng)取得了一定的成果，在現(xiàn)實(shí)中得到成功的應(yīng)用。所有 USB 設(shè)備支持插，系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行自動(dòng)配置，不再占用中斷資源或者 DMA 資源，徹底拋棄去的跳線和拔碼開關(guān)設(shè)置。系統(tǒng)連續(xù) 3ms 沒(méi)有總線活動(dòng)， USB 自動(dòng)進(jìn)入掛起狀態(tài)。 2)協(xié)議復(fù)雜，開發(fā)難度大。完成數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)及 USB 接口的固件編程。下面以 USB 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)須達(dá)到的技術(shù)指標(biāo)來(lái)分別介紹這兩部分的設(shè)計(jì)構(gòu)想和原理。它主要完成對(duì) USB 芯片 C8051F3 A/D 轉(zhuǎn)換以及整個(gè)電路的初始化，將采集的數(shù)據(jù)送入 C8051F320 的緩沖區(qū)發(fā)給 PC 機(jī)，接收并執(zhí)行 PC 發(fā)送的指令。 多通道 A/D 轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計(jì) 多通道 A/D 轉(zhuǎn)換電路是把 8 個(gè)通道的信號(hào)進(jìn)行選擇，每次只選中一個(gè)通道的信號(hào)傳送至 AD0809 中，在此設(shè)計(jì)中采用的是單片機(jī)的 3 個(gè) I/O 口，與 AD0809的三個(gè)地址口 (A,B,C)相連，用這三個(gè)引腳來(lái)控制選擇哪一路通道 。這類 USB 控制器只處理 USB 通信，而且必須由外部的微處理器來(lái)控制，因此這類控制器需要兩個(gè)芯片，而其他種類的USB 控制器則只需一個(gè)芯片 (MCU 和 USB 控制器在同一個(gè)芯片上 )。 天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 2021屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 圖 圖 通用串行總線控制器 通用串行總線控制器（ USB）符合 規(guī)范，可以全速或低速工作，集成了收發(fā)器和端點(diǎn) FIFO RAM。CPU 時(shí)鐘源與 USB 時(shí)鐘相互獨(dú)立。由該模塊構(gòu)成的液晶顯示方案與同類型的圖形點(diǎn)陣液晶顯示模塊相比，不論硬件電路結(jié)構(gòu)或顯示程序都要簡(jiǎn)潔得多，且該模塊的價(jià)格也略低于相同點(diǎn)陣的圖形液晶模塊。為了保證 C8051F320 的芯片中模擬與數(shù)字地分開，在電源的輸入端用 2 歐姆的電阻，來(lái)分隔電路的電源部分 為了保證電路中采用外部電源供電，由于電源電壓可以超過(guò) 5V，采用短路帽 P1 隔開兩部分電源。 HID 設(shè)備可能支持一個(gè)或多個(gè)報(bào)表。報(bào)表描述符的內(nèi)容和長(zhǎng)度隨設(shè)備而不同，可以而簡(jiǎn)潔，也可長(zhǎng)而復(fù)雜。主機(jī)使用控制傳輸來(lái)發(fā)送和接收包括其他配置數(shù)據(jù)或其他沒(méi)有嚴(yán)格時(shí)間要求的數(shù)據(jù)特征報(bào)表。主機(jī)總是用 Set_Report 控制請(qǐng)求來(lái)發(fā)送特征報(bào)表。 2)總線復(fù)位 當(dāng)有新的 USB 總線設(shè)備接入時(shí)，主機(jī)檢測(cè)到這個(gè)新 USB 總線設(shè)備并復(fù)它。 4)數(shù)據(jù)的傳輸 USB 總線通過(guò)位于同主機(jī)上的客戶軟件相對(duì)應(yīng)的緩存區(qū)和 USB 總線設(shè)備上的端點(diǎn)之間的管道來(lái)傳送數(shù)據(jù)。 //清除得到裝載數(shù)據(jù)標(biāo)志位 然后初始化設(shè)備，代碼如下 : //初始化用戶設(shè)備 TD_Init()。FullSPeedConfigDser。~bmCLKSPD)/bmCLKSPDI)。 //EP4 未使用 SYNCDELAY。 SYNCDELAY。 Read_data(void)。 } EP2BCH=MSB(512)。 //將 PA3 引腳置為低電平 Int i。 IN2BUF[flagl=addr[flag]*2 一 5。在 Windows 環(huán)境中，定義了 Windows 設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序模型，其中設(shè)立了兩種模式，即用戶模式和內(nèi)核模式。例如，一個(gè)游戲桿的驅(qū)動(dòng)程序可以允許任一個(gè)應(yīng)用程序來(lái) 使用一個(gè)游戲桿，或者它可以為某個(gè)應(yīng)用程序而保留以供其獨(dú)占使用。 IEEE1394 總線驅(qū)動(dòng)程序用于枚舉和控制 IEEE1394 高速總線。 天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 2021屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 24 圖 WDM 分層結(jié)構(gòu)示意圖 在示意圖中