【文章內(nèi)容簡介】 了能夠在應(yīng)用程序中使用WinUSB API，需要：(1)，它包含在WDK中，位于目錄WINDDK\BuildNumber\inc\ddk。(2)，適用于Windows XP的版本位于目錄：WINDDK\BuildNumber\lib\wxp\i386，這里也有適用于Windows Vista系統(tǒng)的不同版本來適用不同的CPU結(jié)構(gòu)，他們位于目錄：WINDDK\BuildNumber\lib\wlh。(3)，這個不是必須的，但是里面包含了一些很有用的宏，他也位于目錄WINDDK\BuildNumber\inc\ddk中。為了能夠訪問設(shè)備，應(yīng)用程序必須：(1)使用設(shè)備的接口GUID得到一個與設(shè)備相關(guān)聯(lián)的句柄(2)使用這個句柄初始化WinUSB。(3)使用WinUSB API來配置設(shè)備(4)使用WinUSB API與端點通信 煤粉濃度測量儀上位機軟件的實現(xiàn)該軟件使用visual stdio 2005編程環(huán)境編譯，相對于visual c++ ，該編譯環(huán)境更加符合C++標(biāo)準(zhǔn)。該上位機軟件要實現(xiàn)的功能有：(1)檢測是否有設(shè)備插入(2)顯示溶液濃度(3)畫出溶液濃度的TY圖(4)存儲溶液濃度數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)采集的流程圖如圖43所示：對話框資源初始化是是畫波形掛起讀數(shù)據(jù)線程有設(shè)備插入開始讀取數(shù)據(jù)讀數(shù)據(jù)成功停止采集讀數(shù)據(jù)線程讀數(shù)據(jù)完成是否否是存儲數(shù)據(jù)存儲數(shù)據(jù)是否圖43：數(shù)據(jù)讀取流程圖 煤粉濃度測量結(jié)果的軟件操作煤粉濃度測量結(jié)果的VC顯示界面如圖44所示:(1)添加信號發(fā)送時的消息響應(yīng)函數(shù) 操作系統(tǒng)通過消息響應(yīng)來了解如何完成用戶操作的，用戶一旦進行操作，消息就被加入到消息隊列，等待操圖44 上微機軟件操作界面作系統(tǒng)的響應(yīng)。在VC++中，已經(jīng)將一些常用的Windows消息封裝成了事件，該軟件共使用了3中類型的消息：一是BN_CLICKED，為點擊按鈕出發(fā)的消息，一是WM_DEVICECHANGE，當(dāng)USB設(shè)備插入或者拔出時觸發(fā)該消息，通過相應(yīng)該消息我們可以檢測是否是我們的設(shè)備被插入，另一個是自定義的消息WM_MYGRAPH，用于采集數(shù)據(jù)線程通知對話框可以進行畫圖了。(2)在對話框初始化時調(diào)用FindDevice檢測是否有煤粉濃度測量儀USB設(shè)備被插入，使用一個BOOL型成員變量m_DevIsExist標(biāo)記設(shè)備的狀態(tài)。如果設(shè)備被插入則調(diào)用OpenDevice打開并初始化設(shè)備。(3)如果m_DevIsExist為真，即煤粉濃度測量儀已經(jīng)被連接到PC機，則可以調(diào)用StartDevice來啟動采集數(shù)據(jù)并啟動讀取數(shù)據(jù)線程ReadThread。(4)讀取數(shù)據(jù)線程讀取數(shù)據(jù)成功，發(fā)送消息WM_MYGRAPH通知主對話框調(diào)用OnMyGraph畫圖。(5)點擊記錄按鈕可以以txt格式保存數(shù)據(jù)到設(shè)定的目錄(6)調(diào)用StopDevice可以掛起數(shù)據(jù)讀取線程，在軟件退出時調(diào)用CloseDevice關(guān)閉USB設(shè)備，釋放USB資源。 本章小結(jié)本章主要講述了上位機軟件的設(shè)計方法，尤其對WinUSB的說明和使用進行了詳細的說明，本章內(nèi)容給出了上位機軟件流程圖，對軟件的操作流程作了簡要的說明。 結(jié)論結(jié)論近年來，隨著計算機技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對測量類儀器儀表的智能化和精確度提出了更高的要求，測量類儀器儀表的發(fā)展趨勢體現(xiàn)在：計算機技術(shù)在儀器分析中的應(yīng)用將更加普遍和深入，智能化的儀器分析方法將逐漸成為常規(guī)分析的重要手段；儀器分析方法的靈敏度和選擇性將進一步提高，許多新的超痕量分析方法和超微量分析方法將逐步建立；儀器分析方法將在更大的程度上應(yīng)用于物質(zhì)的結(jié)構(gòu)分析，狀態(tài)和價態(tài)分析，表面及微區(qū)分析等，同時在許多學(xué)科的研究工作中將得到越來越廣泛的應(yīng)用。煤粉濃度測量儀是一種廣泛應(yīng)用在煤礦、石油開采中的測量類儀器儀表，人們對其功能的穩(wěn)定性，操作的靈活性要求越來越高，在對國內(nèi)外煤粉濃度測量儀現(xiàn)狀和測量類儀器儀表發(fā)展趨勢的充分調(diào)研的基礎(chǔ)上，本文對煤粉濃度測量儀系統(tǒng)進行了深入地研究。本次畢業(yè)設(shè)計的主要成果如下：(1) 使用基于ARM7TDMIS內(nèi)核的LPC2368微處理器為核心，完成了煤粉濃度測量儀的硬件平臺的設(shè)計。(2) 實現(xiàn)了uCOSII操作系統(tǒng)在LPC2368微處理器平臺上的移植。(3) 編寫了uCOSII下的數(shù)據(jù)采集任務(wù)，實現(xiàn)了對煤粉溶液濃度的模數(shù)轉(zhuǎn)換。(4) 編寫了uCOSII下的USB通信任務(wù)，實現(xiàn)了煤粉溶液濃度數(shù)據(jù)上傳PC機。(5) 編寫了uCOSII下的觸摸屏檢測顯示任務(wù)，實現(xiàn)了煤粉溶液濃度數(shù)據(jù)顯示以及對煤粉溶液測量儀的操作。(6) 使用C++語言編寫上位機，完成了煤粉溶液濃度在PC機上的顯示以及存儲在系統(tǒng)設(shè)計中充分利用了嵌入式系統(tǒng)的特點和優(yōu)勢，實現(xiàn)了基于ARM7的煤粉濃度測量儀。硬件系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，操作界面美觀，用戶可以既可以通過觸摸屏操作儀器、觀察測量結(jié)果，又可以將數(shù)據(jù)上傳到PC機進行圖形顯示、硬盤存儲，達到了預(yù)期的目標(biāo)。由于個人水平和時間的限制，本次畢業(yè)設(shè)計只是對煤粉濃度測量儀的簡單實現(xiàn)，主要表現(xiàn)為：(1) 對液晶屏只是進行簡單的操作顯示數(shù)據(jù)以及圖片，并沒有植入uCGUI，使人機交互界面不十分完美，顯得比較單調(diào)。(2) 上位機只是進行簡單的數(shù)據(jù)顯示存儲，沒有對其進行數(shù)據(jù)處理。(3) 整個系統(tǒng)的功能還比較簡單。在功能上還有待進一步完善。總之，隨著科技的進步和人民的需求不斷發(fā)展，測量類儀器儀表在功能上和性能上將會有更大的提高。參考文獻1 周立功. 深入淺出ARM7. 北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2005，1～1002 . 嵌入式實時操作系統(tǒng)uC\OSⅡ(第二版). ：北京航空航天大學(xué)出版社，2003，1～1003 任哲．嵌入式操作系統(tǒng)基礎(chǔ)uC/OSII和Linux．北京：北京航空航天大學(xué)出版社，20064 劉榮．圈圈教你玩USB．北京：北京航空航天大學(xué)出版社，20095 白喬，左飛．把脈VC++．北京：電子工業(yè)出版社，20096 李小燕．基于ARM單片機的人機交互接口的設(shè)計．《儀器儀表用戶》．2007，5，7 韓金霞，楊景常，杜幻勇，黃亞琴．儀器接口平臺的通用USB接口模塊設(shè)計．四川：西華大學(xué) 電氣信息學(xué)院，2010，8 蔣芳華，程耕國．實時操作系統(tǒng)uC/OSII在ARM7上的移植．武漢：武漢科技大學(xué)，2008，9 李慶義，武彩宏．基于uC/OSII實時嵌入式操作系統(tǒng)平臺上的應(yīng)用接口編程．山西：太原理工大學(xué) 陽泉學(xué)院，2010，10 李丹妮，劉金輝等．基于Visual C++的數(shù)據(jù)采集與處理軟件設(shè)計與實現(xiàn)．微計算機信息．2007，8(1)，117~11911 徐君明，李國林，趙紅超，范紹里．基于多線程的虛擬儀表通用集成方法．微計算機信息．2010，8(1)，10~1212 魏景斌，劉俊峰，錢謖，陳其林．基于CH375的USB數(shù)據(jù)傳輸．河北：河北農(nóng)業(yè)大學(xué) 機電工程學(xué)院，2010，13 張永強，劉富軍，李學(xué)東．應(yīng)變實驗數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)的硬件設(shè)計與實現(xiàn)．河北：河北工程學(xué)院，2005，14 朱鵬飛．嵌入式的USB數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)．四川：達州職業(yè)技術(shù)學(xué)院，2009，15 Pagacova P，Galbova K，Drtil M，Jonatova I．Denitrification in USB reactor with granulated biomass．Consumer Electronics IEEE Transactions on 2 000， 461(2): 442～51116 Koichi Linoya，John Keith， Beddow Genji. Powder Technology Japan[M]. 1981，17 ，. Understanding the Theory of Light scattering[J] . 1981，章及標(biāo)題 致謝本文是在我的導(dǎo)師肖麗萍老師的精心指導(dǎo)下完成的。在本文的研究和撰寫過程中，導(dǎo)師給予了我極大的幫助和教誨。肖麗萍老師嚴(yán)謹?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、敏銳的思維方式、正直坦蕩的為人風(fēng)范和孜孜不倦的敬業(yè)精神都令我深受教益，終身難忘！特別是肖麗萍老師培養(yǎng)人才的方法和思想更是讓我在研究階段收益良多，在此我衷心感謝肖老師對我的工作、學(xué)習(xí)和生活的幫助與關(guān)懷。感謝信息科學(xué)與工程學(xué)院的全體老師對我多年來的教誨和幫助!他們的教誨伴我成長！誠摯感謝燕山大學(xué)無線電愛好者協(xié)會的各位同學(xué)，無線電愛好者協(xié)會是引領(lǐng)我進入電子世界的地方，也是我增長經(jīng)驗，豐富閱歷的地方。在課題研究過程中協(xié)會成員給予我的無私幫助，在此表示衷心感謝！感謝室友，你們的友誼為我的大學(xué)生活增添了無數(shù)快樂！最后，感謝在百忙之中評閱論文和參加答辯的各位老師！5附錄1附錄1燕 山 大 學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(論文)開題報告課題名稱：基于ARM7的煤粉濃度 量儀的設(shè)計 學(xué)院(系)：信息科學(xué)與工程學(xué)院 年級專業(yè)：07級電子信息工程4班 學(xué)生姓名：于杰 指導(dǎo)教師：肖麗萍 完成日期：2010年3月27號 1 綜述本課題國內(nèi)外研究動態(tài)，說明選題的依據(jù)和意義煤粉濃度測量儀是一種應(yīng)用在煤礦、石油開采中的儀器，國內(nèi)相關(guān)的儀表十分稀少，大部分都需要從國外進口。這類的儀器往往采用低端的處理器，數(shù)據(jù)采集的精度和速度有時達不到要求。在儀器的設(shè)計中大多數(shù)都采用傳統(tǒng)的前后臺程序，這樣就使得儀器在礦井、油井等惡劣的條件下工作不穩(wěn)定， 甚至死機，并且傳統(tǒng)的前后臺程序不利于系統(tǒng)的升級和功能的擴展。另外，儀器的人機交互往往采用鍵盤輸入，在煤礦等粉塵較多的環(huán)境就會降低儀器的使用壽命，造成不必要的損失。因此需要采用一種新的技術(shù)和手段實現(xiàn)該儀表的設(shè)計，例如該系統(tǒng)擬用32位高端微處理器，并在其中嵌入uCOSII操作系統(tǒng)，這樣不僅可以提高系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)的精度和速度，還可以提高整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性，保證了煤礦、石油開采工作的正常執(zhí)行。uCOSII操作系統(tǒng)是世界著名嵌入式專家Jean ，其絕大部分源碼采用ANSI C編寫，具有源碼公開、可移植、可裁剪、占先式的多任務(wù)實時操作系統(tǒng)，在uCOSII操作系統(tǒng)的基礎(chǔ)上開發(fā)應(yīng)用程序，可以提高開發(fā)效率，縮短開發(fā)周期，提高系統(tǒng)性能和穩(wěn)定性，自1992年問世以來，uCOSII已經(jīng)被應(yīng)用到數(shù)以百計的產(chǎn)片中，因此研究uCOSII操作系統(tǒng)在32位微處理器中的移植，并使它作為一個開發(fā)的平臺，可以為其他儀器儀表的開發(fā)提供技術(shù)和基礎(chǔ)。煤粉濃度測量儀的設(shè)計不僅是要完成功能的實現(xiàn)，更重要的是探究一種新的技術(shù)在儀器儀表中帶來的優(yōu)勢，為今后高性能產(chǎn)品的研發(fā)做好準(zhǔn)備。2研究的基本內(nèi)容，擬解決的主要問題該煤粉濃度測量系統(tǒng)以LPC2368微處理器為主控芯片，結(jié)合高精度AD變換器和傳感器，通過重力法測得煤粉溶液密度，然后采用實測法獲得煤粉溶液的濃度。為了提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，同時為今后功能的擴展提供一個良好的軟件平臺，需要在該系統(tǒng)中嵌入uCOSII操作系統(tǒng)，同時利用LPC2368自身的USB接口資源與PC機通信，便于數(shù)據(jù)的記錄和觀察。該系統(tǒng)的設(shè)計需要解決的問題主要有以下五個方面：1)LPC2368與高速AD以及傳感器的接口問題，這是實現(xiàn)整個系統(tǒng)基本功能的基礎(chǔ)。 2)uCOSII操作系統(tǒng)在LPC2368微處理器上的移植問題，uCOSII是一個源碼公開、可移植、可固化、可裁剪、占先式的實時多任務(wù)操作系統(tǒng)，在系統(tǒng)中嵌入uCOSII操作系統(tǒng)可以提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和實時性，方便以后功能擴展升級，因此研究其在微控制器中的移植具有重大意義，這也是該系統(tǒng)設(shè)計中的一個重點和難點。3)USB固件程序的編寫和上位機應(yīng)用軟件的開發(fā)問題，這是該系統(tǒng)設(shè)計中的另一個難點和重點，采用USB技術(shù)解決儀器和PC機數(shù)據(jù)傳輸問題，可以提高儀器的易用性和數(shù)據(jù)的傳輸速度。4)該系統(tǒng)的人機交互問題，良好的人機交互可以讓用戶對儀器的使用得心應(yīng)手，因此這樣的問題是每一種儀器設(shè)計時都必須考慮的。5)對采集的數(shù)據(jù)進行處理和存儲的問題。主控制器數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)PC機人機交互整個系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖如下所示：3研究步驟、方法及措施基于系統(tǒng)的設(shè)計，首先了解煤粉濃度測量儀的應(yīng)用，市場前景和現(xiàn)在存在的主要問題，對設(shè)計系統(tǒng)所要實現(xiàn)的的基本功能、設(shè)計該系統(tǒng)的目的、和意義有所了解。對系統(tǒng)實現(xiàn)所需要的元器件進行篩選，確定系統(tǒng)實現(xiàn)的方案。初步擬定采用NXP公司的32位微處理器 LPC2368作為整個系統(tǒng)的主控芯片，對煤粉溶液的濃度進行測量，并利用其自身的USB資源同PC機進行通信。實現(xiàn)方法將擺脫傳統(tǒng)的前后臺程序，而是在微處理器中嵌入uCOSII操作系統(tǒng)，提高整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性和實時性，為今后的產(chǎn)品開發(fā)搭建一個平臺。這里的重點是uCOSII操作系統(tǒng)在ARM7中的移植以及USB固件程序的開發(fā)?；趗COSII操作系統(tǒng)的特點和ARM7芯片的操作方法，實現(xiàn)uCOSII在ARM7上的移植。學(xué)習(xí)基于uCOSII操作系統(tǒng)的應(yīng)用程序開發(fā)方法和USB程序的開發(fā)方法，針對系統(tǒng)所要實現(xiàn)的功能，編制各種任務(wù)以及上位機應(yīng)用軟件，并下載到目標(biāo)板調(diào)試和優(yōu)化，對測量數(shù)據(jù)進行記錄和分析。 對設(shè)計的系統(tǒng)進行各種性能指標(biāo)的評價，得出最后相關(guān)的結(jié)論。4研究工作進度第1～3周： 收集資料，通過學(xué)習(xí)相應(yīng)書籍和查閱資料，了解該系統(tǒng)要實現(xiàn)的基本功能、應(yīng)用場合和市場前景，對較為常見相關(guān)，測量儀器的實現(xiàn)方法有所了解和掌握，確定設(shè)計思路，選定相關(guān)芯片。第4～7周： 學(xué)習(xí)ARM7內(nèi)核的lpc1368芯片的使用，uCOS操作系統(tǒng)