【正文】 SB_ D12_ Write():用來讀寫數(shù)據(jù)，把數(shù)據(jù)讀到數(shù)據(jù)緩存區(qū)或把數(shù)據(jù)從緩存區(qū)寫到端點(diǎn)專用寄存器，由此發(fā)往 USB 主機(jī)。 USB_ D 12_DeviceloControl():設(shè)備操作，一般是用來對硬件發(fā)出一些控制命令。 USB_ D 12_closeHandle():當(dāng)用戶關(guān)閉文件時，調(diào)用它清掃系統(tǒng)，卸載驅(qū)動程序。 USB_ D 12_ AddDevice()第一次安裝硬件(插上板子)時使用 USB_ D 12_ DriverUnload():卸載硬件時使用，當(dāng)硬件完全卸載后，調(diào)用它清理此硬件在系統(tǒng)中留下的痕跡，釋放全局變量中注冊表路徑字符串所占的內(nèi)存。 以上是驅(qū)動程序中的幾個重要的分發(fā)歷程，只有上述這些例程正確執(zhí)行，編譯生成的*.SYS 文件才是有效的，驅(qū)動程序才可以使用，設(shè)備才能和上位機(jī)通信。設(shè)備插上主機(jī)后，主機(jī)發(fā)現(xiàn)新硬件并提示安裝驅(qū)動程序。 USB 設(shè)備驅(qū)動程序的調(diào)用 USB 設(shè)備通過客戶驅(qū)動程序與設(shè)備打交道并響應(yīng)內(nèi)核或用戶應(yīng)用程序請求。在內(nèi)核級，命令由客戶驅(qū)動程序使用內(nèi)部的 IOCTL 發(fā)送給 USB 系統(tǒng)，而不能用于用戶態(tài)應(yīng)用程序。最有用的 IOCTL 是 IOCT_ INTERNAL USB_ SUBMIT_ URB，它發(fā)出 USB 請求塊(URB)給系統(tǒng) USB 驅(qū)動程序。URB 允許發(fā)出多個功能調(diào)用給 USB系統(tǒng)，通過 URB 進(jìn)行與 USB 設(shè)備的大多數(shù)交互。用戶只需在相應(yīng)的分發(fā)例程中構(gòu)造 URB 塊(讀取 USB 的描述表、選擇配置和接口)，并根據(jù)設(shè)備所支持的傳輸類型和設(shè)備自有的命令字將其通過 USBDI 發(fā)送下去，由 USB 類驅(qū)動程序處理所有的低層 I/O，從而實(shí)現(xiàn)對 USB 設(shè)備的控制。USB 總線驅(qū)動程序由操作系統(tǒng)提供，它位于 USB 功能驅(qū)動程序的下面，負(fù)責(zé)與實(shí)際的硬件打交道，實(shí)現(xiàn)煩瑣的低層通信。USB 功能驅(qū)動程序由設(shè)備開發(fā)者編寫，位于 USB 總線驅(qū)動程序的上面，不與實(shí)際的硬件打交道，而是通過向 USB 總線驅(qū)動程序發(fā)送包含 URB (Request Block, USB 請求塊 )的 IRP (I/O Request Packet,IRP 請求包) ，來實(shí)現(xiàn)對 USB 設(shè)備信息的發(fā)送或接收。采用這種分層驅(qū)動程序的方法有兩個優(yōu)點(diǎn):(1)多個 USB 設(shè)備可以通過 USB 總線驅(qū)動程序來協(xié)調(diào)它們的工作。(2)編寫分層驅(qū)動程序較之編寫單一驅(qū)動程序相對簡單，且可以節(jié)省內(nèi)存和資源，不易出錯。整個驅(qū)動程序模型如圖 所示。圖 USB 設(shè)備驅(qū)動程序的調(diào)用第 4 章 方案設(shè)計的分析及本研究的創(chuàng)新策略 方案的可行性、實(shí)驗(yàn)過程、數(shù)據(jù)的處理及分析 系統(tǒng)硬件設(shè)計分析89C52 通過 和讀、寫控制線來控制轉(zhuǎn)換器的模擬輸入通道地址鎖存、啟動和允許輸出。編程時注意啟動 AD0809 后，EOC 在一定時間才能變成低電平。89C52 的 ALE 和 PD12 的 ALE 相接，表示采用單獨(dú)地址和數(shù)據(jù)總線配置。其 AO 腳接高電平用于控制命令或數(shù)據(jù)輸入到 PDIUSBD I2，也就是編程中 outportcmd()和outportdata()函數(shù)。此外 89C52 的多位地址/數(shù)據(jù)復(fù)用總線 PO 可直接與 PDIUSBD12的數(shù)據(jù)總線相連，CLKOUT 時鐘輸出為 89C52 提供時鐘輸入。在該數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，用 ADC0809 采集 05V 的電壓信號，經(jīng) A/D 轉(zhuǎn)換后將數(shù)字量存入預(yù)先設(shè)定的緩沖區(qū)里，利用接口芯片 D12 將數(shù)據(jù)送至 USB 總線上。設(shè)備應(yīng)用程序從緩沖區(qū)里取數(shù)據(jù)顯示，通過數(shù)值說明 USB 接口的采集速率比一般的串行總線速度高。當(dāng)前端的電壓信號不斷變化的同時，在 PC 上可以觀察到數(shù)據(jù)的變化，這就表明利用 USB 接口在數(shù)字采集系統(tǒng)中進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸是能夠?qū)崿F(xiàn)的，而且能夠很好的實(shí)現(xiàn)。 系統(tǒng)軟件設(shè)計分析在編寫 PDIUSBDI2 固件程序時需要注意 : [1]單片機(jī)的中斷應(yīng)設(shè)置為電平觸發(fā):中斷后一定要讀上次傳輸狀態(tài)寄存器(命令4045H)，以清除中斷寄存器中的中斷標(biāo)志。這樣，PDIUSBD12 的中斷輸出才能變回高電平。這一點(diǎn)非常重要。[2]在接收到 Setup 包后，一定要調(diào)用 ACK setup 命令重新使能端口 0。[3]在向 IN 端點(diǎn)寫完數(shù)據(jù)后，一定要調(diào)用 Vali date Buffer(命令 FAH )，指明緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)有效，可以發(fā)送到主機(jī)。[4]讀完數(shù)據(jù)后，一定要調(diào)用 Clear Buffer(命令 F2H)，以保證可以接收新的包。[5]可以通過調(diào)用 Read Chip ID(命令 FDH)檢查 PDIUSBDI2 是否工作。該命令要讀兩個字節(jié)數(shù)據(jù)。USB 初始化過程為: [1] Set Address Enable。 [2] Set Endpoint Enable(此時 LED 亮)。 [3] Disconnect。 [4]delay(12 s)。 [5] Connect(即用 43h 參數(shù)調(diào)用 Set Mode，此時 LED 滅)。 [6]Read Interrupt Register。 完成初始化工作后就可作其它的前臺工作了，并在前臺判斷是否有 Setup 包( 通過一個變量，當(dāng)中斷服務(wù)程序檢測到有 Setup 包時，設(shè)置該變量 )，然后執(zhí)行響應(yīng)的控制傳輸。若 USB 驅(qū)動程序想對設(shè)備進(jìn)行 I/O 操作，它便使用 Windows API 函數(shù)對WIN32 子系統(tǒng)進(jìn)行 WIN32 調(diào)用。此調(diào)用由 I/O 系統(tǒng)服務(wù)接收并通知 I/O 管理器，I/O 管理器將此請求構(gòu)造成一個合適的 I/O 請求包(I/O Request Packet IRP) 并把它傳送給 USB 功能驅(qū)動程序。USB 功能驅(qū)動程序接收到這個 IRP 以后，根據(jù) IRP 中包含的具體操作代碼，構(gòu)造相應(yīng)的 USB 請求塊 把該 URP 放到一個新的 IRP 中，并通過USBDI 傳送給 USB 驅(qū)動程序(USBD), USBD 驅(qū)動程序根據(jù) IRP 包含的不同傳輸類型將 IRPs 分解開來，并調(diào)用主控制器驅(qū)動程序來處理 IRPs，同時將處理結(jié)果返還給I/O 管理器，并最終返還給應(yīng)用程序，從而實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用程序?qū)υO(shè)備的讀寫操作。 在此過程中，應(yīng)用程序通過文件名(即設(shè)備名)和文件描述符找到設(shè)備驅(qū)動程序，驅(qū)動程序通過設(shè)備描述符和設(shè)備標(biāo)識使用設(shè)備，三者為一鏈?zhǔn)秸{(diào)用方式。 功能驅(qū)動程序除負(fù)責(zé)處理應(yīng)用程序的 I/O 請求外，還要處理 PnP 管理器發(fā)送給它的 PnP 請求(如設(shè)備啟動請求 IRP_ MN_ START_ DEVICE，設(shè)備刪除請 IRP MN REMOVE DEVICE 等)。通過對這些請求的處理，USB 功能驅(qū)動程序可支持設(shè)備的熱插拔和即插即用功能。 本次設(shè)計的創(chuàng)新與改進(jìn)本次設(shè)計沒有采用以往以 AVR 單片機(jī) ATmegal28 作為主控制器，通過基于CH375 的 USB 接口實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞剑遣捎?AT89C52 單片機(jī)和 Philips 公司的 PDIUSBD12 ()接口芯片配合的方式。 由于 51 系列的單片機(jī)是應(yīng)用非常廣泛的一種微處理器，在其基礎(chǔ)上開發(fā)了大量的軟件包，對其內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理我們都非常了解。而 PDIUSBDI2 能夠完成將數(shù)據(jù)信號到符合 USB 規(guī)范的信號的轉(zhuǎn)換。為此，我們利用 89C52 中豐富的軟件資源和 USB 總線技術(shù)即插即用、熱插拔特性來完成高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。PDIUSBD12 可使設(shè)計者選擇最合適的微控制器，減少開發(fā)時間、風(fēng)險及費(fèi)用，是最實(shí)用最快捷的方法實(shí)現(xiàn)最經(jīng)濟(jì)的 USB 外設(shè)的方案。這樣配合方式使的數(shù)據(jù)采集速度更快，設(shè)計周期更短。這種方案的實(shí)際體現(xiàn)是價格便宜、接口形式多樣、可靠性高、靈活性大，尤其適合于產(chǎn)品的改型設(shè)計這樣可以降低開發(fā)成本，縮短開發(fā)周期、降低風(fēng)險。結(jié)論通過實(shí)際系統(tǒng)的設(shè)計、開發(fā)和調(diào)試，我們覺得對于現(xiàn)在各種以串行口、并行口為接口的產(chǎn)品，都可以設(shè)計成帶 USB 接口的產(chǎn)品。在硬件設(shè)計時，只需把串口控制芯片或并口控制芯片換成 USB 接口芯片即可。目前 USB 芯片的價格也不是很高，一般的只需十幾元或幾十元人民幣即可，這樣不僅沒有增加成本，而且極大提高了數(shù)據(jù)傳輸速度，同時也使得系統(tǒng)具有 USB 所具有的支持即插即用、熱插拔、靈活、方便等技術(shù)優(yōu)勢，極大地改善了系統(tǒng)的性能，給用戶帶來了極大的方便，尤其是適用于產(chǎn)品改造型設(shè)計。USB 接口完全可以代替串行口和并行口實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。從實(shí)用性的角度來說，本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫管理軟件還需進(jìn)一步完善，操作界面可以采用更直觀的圖形化按鈕。將 AD 轉(zhuǎn)換的內(nèi)核做到 FPGA 當(dāng)中，將采集設(shè)備中的數(shù)字器件集成到FPGA 中，會大大的簡化電路，并且有利于將來系統(tǒng)的升級。也可以把 USB 控制的核一并做到 FPGA 中，則電路將會更加簡單，不過對于 FPGA 的工作量就會比較繁重一些。 的出現(xiàn)極大地提高了 USB 的通信速度，但是，隨著 USB 應(yīng)用領(lǐng)域的逐漸擴(kuò)大，人們對 USB USB(WUSB)技術(shù)的提出是 USB 技術(shù)的又一革命性創(chuàng)新。2022 年春季 Intel 技術(shù)峰會(美國)上，無線 USB 促進(jìn)聯(lián)盟(Wireless USB Promoter Group)宣布成立。這個聯(lián)盟包括 7 家有相當(dāng)實(shí)力的業(yè)界巨擎:Agere Systems 惠普，英特爾，微軟，NEC，飛利浦半導(dǎo)體和韓國三星。這個聯(lián)盟的每個成員都被授權(quán)可以制訂 WUSB 的詳細(xì)規(guī)格。在詳細(xì)規(guī)格上，已經(jīng)達(dá)成共識的是每秒480Mb 的傳輸速率，這一規(guī)格和有線的 USB 設(shè)備間高速傳輸規(guī)格維持一致。未來，WUSB 將會向整合的方向發(fā)展，變成一個標(biāo)準(zhǔn)芯片組的一部分。如同有線的 USB技術(shù)一樣，無線的 WUSB 將會提供一些 USB 所不能提供的功能。無線 WUSB 聯(lián)盟正在努力的制訂一個標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)格書，同時，工業(yè)上也在開發(fā) WUSB 產(chǎn)品，為消費(fèi)者提供更好的方便性和移動性。無線 USB 的實(shí)現(xiàn)將把人們的生活全面帶進(jìn)無線環(huán)境當(dāng)中。致謝 本文是在陳雪嬌老師的指導(dǎo)下完成的，感謝導(dǎo)師這么久以來對我在畢業(yè)設(shè)計上的悉心指導(dǎo)，因?yàn)閺拈_始指導(dǎo)到個人編寫程序，設(shè)計修改，直到完成，陳老師無不傾注著心血和辛勞。就是再忙，陳老師也經(jīng)常對我進(jìn)行悉心教導(dǎo)。我所取得的每一點(diǎn)成績和進(jìn)步都凝聚了老師對我的教誨和心血，這讓我深受感動。導(dǎo)師嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的治學(xué)態(tài)度、認(rèn)真的求學(xué)精神、腳踏實(shí)地的工作作風(fēng)、敏銳的思維、淵博的專業(yè)學(xué)識、超前的學(xué)術(shù)眼光、深邃的學(xué)術(shù)思想、勤勉塌實(shí)的治學(xué)作風(fēng)、誨人不倦的精神無不讓人感動，給我留下了深刻的印象，成為我一生中一筆寶貴的財富，使我終生受益。在這里我衷心的說一聲，陳老師，辛苦了！同時在整個設(shè)計的過程中，也十分感謝唐國華老師，文獻(xiàn)作者，圖書管理員和信息技術(shù)學(xué)院 2022 級電子 2 班同學(xué)的幫助，他們使我獲得了不少啟發(fā)，讓我受益匪淺。在此對他們表示誠摯的謝意。論文的編寫過程就是一個知識不斷積累的過程。在寫論文的過程中，我感到指導(dǎo)老師們的知識是那么的豐富，而我與之比較真是相差甚遠(yuǎn)。這更加激勵我要不斷的學(xué)習(xí)。只有不斷學(xué)習(xí)才能不斷的進(jìn)步。我得到了老師的指導(dǎo)和幫助，學(xué)到了很多課本中學(xué)習(xí)不到的知識，提高了自己的動手能力，得到了巨大的收獲。今后，我將繼續(xù)努力，爭取把在本次論文中學(xué)到的知識運(yùn)用到工作和學(xué)習(xí)當(dāng)中，努力發(fā)揚(yáng)吃苦耐勞的精神，取得更大的進(jìn)步。由于時間倉促和自己水平有限，在論文中難免存在很多不足之處，懇請各位老師批評指正。最后，對陳雪嬌老師的耐心指導(dǎo)再次表示感謝！并祝老師在今后的工作里工作愉快! 合家歡樂! 參考文獻(xiàn)[1] .[M].南京：東南大學(xué)出版社，2022, 1314.[2] [M].武漢：華中科技大學(xué)出版社，2022,1514.[3] .電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字部分[M].北京：高等教育出版社，2022,1536.[4] .MCS51/96 系列單片機(jī)原理及應(yīng)用 [M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，1996，1409.[5] [M].武漢：華中科技大學(xué)出版社，2022,1384.[6] .IBMPC 匯編語言程序設(shè)計[M].北京：清華大學(xué)出版社，1991,1482.[7] date sheets[OL] .[8] 位微型計算機(jī)原理及應(yīng)用[M].北京：北京郵電大學(xué)出版社，1992,1404.附錄 AAt89c52 date sheetsAT89C52 Chip explains Compatible with MCS51TM Products 8 Kbytes of InSystem Reprogrammable Flash Memory Endurance: 1,000 Write/Erase Cycles Fully Static Operation: 0 Hz to 24 MHz ThreeLevel Program Memory Lock 256 x 8Bit Internal RAM 32 Programmable I/O Lines Three 16Bit Timer/Counters Eight Interrupt Sources Programmable Serial Channel Low Power? Idle and Power Down ModesDescriptionThe AT89C52 is a lowpower, highperformance CMOS 8bit microputer with