【正文】 是“通用串行總線”，它是應用在微機領域的新型接口技術。USB需要主機硬件、操作系統(tǒng)和外部設備三個方面的支持才能工作。早在1995年，就已經(jīng)有微機帶有USB接口，但由于缺乏軟件和硬件設備的支持，這些微機的USB接口都閑置未用。1998年后，隨著微軟在Windows 98中內置對BSB接口的支持模塊，加上USB設備的R漸增多，USB接口才逐步走進了實用階段。 一般而言，每個USB設備可以有～個或多個配置，如圖4．2所示。使用多配置的原因是對操作系統(tǒng)的支持，例如，系統(tǒng)BIOS可以使用一個簡單的配置，而操作系統(tǒng)中的驅動程序則使用一個更加復雜的配置。 設備的每個配置中都含有一個或多個的接I：1，接口指出軟件怎樣訪問硬件。設備的接口有一個或多個端點，端點作為通信管道的一個終點。 Driver Works編寫USB驅動程序的具體實現(xiàn) 在編寫USB設備驅動程序之前，首先必須確定是否安裝了Windows2000WDM驅動程序及應用程序實例所用的工具包：Visualc十+6．0、windows2000 DDK和DriverStudio 2．7，依照這個順序安裝這些工具。PDIUSBDl2芯片為例。PDIUSBDl2芯片有3個端點：端點0、端點l和端點2，在這篇文章中，設定端點0用于控制傳輸，端點l用于中斷傳輸．端點2用于批量傳輸。下面就可以用Driver Works編寫USB驅動程序。Driver Works有一個很好的生成驅動程序的向導Driver Wizard。使用Driver Wizard向導可以快速完成USB設備驅動程序的框架。 在安裝完成后，進入visual C++6．0，可以看到在菜單中新增了“Drivet Wizard“菜單欄，這樣我們可以通過該向導輕松完成簡單的功能驅動程序設計?，F(xiàn)以本文的PDIUSBDl2為例，簡介如下：(1)進入“Driver Wizard”，在對話框中，輸入項目名稱及文件目錄，然后進入下一步。(2)選擇驅動程序的類型為WDM。(3)選擇驅動程序操作的總線類型為USB，然后輸2VUPDIUSBDl2廠商U{別號(VID)和設備識別號(PID)。(4)接下來定義USB設備的終端，USB標準規(guī)定設備必須支持End point O，所以只需要對設備的End point Endpoint2進行定義。在加入En如point l后將彈出End point l的屬性對話框，根據(jù)設備硬件屬性，選擇End point l、Endpoint2端點支持何種數(shù)據(jù)傳輸類型(同步、中斷、塊和控制傳輸四種數(shù)類型之一)，以及支持的最大傳輸數(shù)據(jù)包大小，最后足端點的名稱(被驅動程序調用的名稱)。(5)之后，可以輸入驅動程序類名和文件名。(6)選擇驅動程序將支持的用戶請求，即提供給其它的驅動程序或應用程序的接口，如支持Read，Write，F(xiàn)lush，DeviceContr01等請求。(7)如需創(chuàng)建注冊表項，可在這?步添加，否則可以進入下一步。(8)在這一步中可以設置一些驅動程序的其它屬性，比如驅動程序使用何種設備接口(對于WDM驅動程序只能使用全局唯一標識符GUID)，使用何種緩沖區(qū)讀寫方式，是否支持電源管理等。(9)如需IOCTL接口等特殊功能，可以在這～步添加，否則進入最后一步。(10)在最后一步中，可以設置驅動程序的附加屬性，如產生一個測試程序或在驅動程序中加一些調試選項等。完成以上步驟后，驅動程序框架輸入完畢，程序代碼由向導自動生成，我們只需針對自己的實際需求對程序作少量改動即可完成驅動程序的開發(fā)工作。所完成的驅動程序框架薩如下面介紹的，包括：即插即用,電源管理、分發(fā)例程。4．4．1即插即用(PNP)編程 即插即用(PNP)是硬件和軟件支持的組合，PNP需要獲得硬件設備、系統(tǒng)軟件和驅動程序的支持。這些軟件支持無需用戶干涉就能使系統(tǒng)自動識別或適應硬件配置的一些改變。用戶可從微機系統(tǒng)中添加和刪除設備。即插即用的功能有兩個：●自動和動態(tài)識別安裝的PNP設備。如動態(tài)插入USB設備，系統(tǒng)能自動識別它?！裼布Y源分配和再分配。PNP管理器給每一個PNP設備所提出的資源要求(例如I／O端口、硬件中斷號IRQ等)進行適當?shù)馁Y源分配。4．4．2電源管理編程 支持PNP的驅動程序必須支持電源管理，同樣支持電源管理的驅動程序也必須支持PNP，驅動程序在兩個方面支持電源管理：1．驅動程序響應由電源管理器所發(fā)出的系統(tǒng)級電源要求；2，驅動程序為個別設備管理電源。當用DriverWorks生成USB設備驅動程序框架時，會自動產生下列電源管理例程：virtual NTSTATUS DefaultPower(Kirp1)：virtual NTSTATUS OnDevicePowerOp(KIrpI)：Virtual NTSTATUS OnDeviceSleep(KIrpI)：4．4．3分發(fā)例程的編程 分發(fā)例程用于處理來自Win32應用程序的請求，它們處理打開、關閉、讀、寫和IOCTL請求。下表4．1列出全部的IRP主功能代碼和它們對應的win32函數(shù)。當應用Driver Works生成USB設備驅動程序框架時，會自動生成IRP—MJ—CREATE、IRP—MJ_CLOSE、IRP—MJ_READ、IRP_MJ_WRITE、IRP—MJ—DEVICE_CONTROL主功能代碼分別對應的驅動程序例程Create、Close、Read、Write、Device Control框架。4．5 USB設備驅動程序的調試在調試過程中，最關鍵的就是掌握調試的方法，因為一旦掌握調試方法，那么在后續(xù)的調試過程中就更加得心應手了。下面就介紹如何使用8usHound軟件來輔助調試。圖4．3即為Bus Hound的調試過程中的界面。如界面所示，有三個部分的數(shù)據(jù)對調試來講比較有用，Phase可以讓調試者知道當前處于什么階段，是控制命令發(fā)出、數(shù)據(jù)發(fā)出還是接收到數(shù)據(jù)。Data則可以讓我們清楚地知道主機向Device發(fā)了些什么，或是Device向主機發(fā)了些什么，將此數(shù)據(jù)與Device從主機收到的數(shù)據(jù)或是發(fā)向主機的數(shù)據(jù)進行對比，可以確保數(shù)據(jù)是否傳輸正確。Info階段則可以讓我們知道當前處于USB協(xié)議的什么階段，它可以清晰地表示出是在GET DESCRIPTOR階段還是SET CONFIG階段。在此工具的最上面一行中，還可以通過Save將所得到的數(shù)據(jù)作為文件保存下來再進行分析。從Devices中可以選擇要對哪些設備的數(shù)據(jù)進行捕獲，Settings中可以設置緩沖區(qū)的總長度和每個Phase數(shù)據(jù)長度的限制。總之，Bus Hound是進行USB開發(fā)的利器，是調試過程中的必備工具。另外，USB通訊是一個動態(tài)的過程，是不太好使用硬件仿真器來設置斷點調試的，因為每～次USB的傳輸過程，都有時效要求，等待時間過長，通訊過程也就中止了。但也不排除可以巧妙地使用斷點仿真的方法進行調試。但個人認為，使用串口輔助調試過程，是一種經(jīng)濟有效的方法。所謂用串口輔助調試過程，也就是在固件代碼中加入類似于Print的語句，向串口輸出一些信息。這些信息可以是幾個字符，或是某個變量或寄存器的值。程序運行到此處時，便會輸出這些信息，借此便可以知道：程序是否運行到此處；運行到此處時相應變量或寄存器值。 而在本系統(tǒng)的硬件電路中，串口調試和Bus Hound這兩種手段配合使用，可以使USB通訊過程的調試更加容易。比如，剛開始時，端點O的數(shù)據(jù)量本來就少，因此，使用串口調試比較方便。利用這兩種手段，有助于我們確定一方發(fā)送數(shù)據(jù)時另一方接收的數(shù)據(jù)是否正確。比如，單片機上發(fā)出的一組數(shù)，將其輸出到串口，然后看看Bus Hound上是否收到的是這些數(shù)，如果詐確，則說明硬件通訊過程沒有問題，如果不正確，則說明通訊的某一方有問題，進一步可以定位此問題并加以排除。4．6 USB設備驅動程序的安裝 如果總線驅動程序檢測到新的USB硬件、或者用戶使用控制面板中的“添加新硬件”向導安裝一個設備，驅動程序根據(jù)INF文件中的指令安裝。驅動程序可執(zhí)行文件被復制到正確的位置，對于Windows2000操作系統(tǒng)而言，這個位置通常是C：＼WINN_I、＼system32＼drivers目錄中。INF文件含有安裝一個WDM設備驅動程序需要的所有必需的信息，INF文件是一個文本文件，它由節(jié)組成。每一個節(jié)從括在方括號中的節(jié)名稱(如[Version])開始，后面是節(jié)內容。節(jié)可以是任意順序，但是一個節(jié)中行的順序有時候是重要的。節(jié)的名稱和項的名稱不區(qū)分大小寫。編寫好了INF文件后，就可以安裝USB設備的驅動程序了。 本章小結 本章講述了US8設備驅動程序的設計，具體內容包括：如何構建驅動程序開發(fā)環(huán)境、驅動程序的調試方法和過程。并針對PDIUSBDl2芯片編寫了驅動程序實例。 結論城市公交車頻繁啟動、制動?，F(xiàn)今的汽車制動裝置在制動過程中損耗了汽車動能。本課題根據(jù)這種實際情況，在總體卜設計了汽車節(jié)能裝置。如果在汽車上加裝該裝置，則此裝置恩能夠在汽車制動時儲存汽車的動能，并能夠把汽車動能轉換為儲氣桶內的氣體壓力勢能和提供汽車制動力矩?？刂破魇窃撗b置的重要組成部分。本課題具體進行的工作如下所述：1．完成了汽車節(jié)能控制器的總體設計工作。2．控制器硬件電路設計。為了實現(xiàn)系統(tǒng)的高可靠性、高穩(wěn)定性和高抗干擾性，結合設計電路的經(jīng)驗，設計和制作了單片機控制器。該控制器選擇了AT89C51單片機作為CPU，并對AT89C51進行系統(tǒng)擴展，以滿足控制需要。整個系統(tǒng)擴展了看門狗電路、數(shù)據(jù)存儲器、程序存儲器、A／D轉換電路、控制電路、RS一232通信電路、USB接口通信電路。3．進行單片機軟件程序的設計和調試工作。整個軟件程序實現(xiàn)了A／D轉換程序設計、RS一232串行通信程序的設計、USB接口固件程序的設計。在編寫USB模塊程序時，必須能夠清晰地理解USB協(xié)議內容，編寫的關鍵是使得USB設備(PDIUSBDl2芯片)的能夠枚舉成功。對于USB設備和Pc機通信的程序調試中，不能使用單步調試的方法，使整個程序調試成功必須利用一些外部工具和軟件，這就是前面講到“Bus Hound”和“串口調試助手”兩個工具的協(xié)調運用。整個程序采用模塊化程序設計的思想。使得整個程序結構清晰、易于理解。這使得后續(xù)的研發(fā)工作更為方便。4．PC機應用程序的設計。應用程序開發(fā)工具使用了Visualc++6．0集成開發(fā)環(huán)境。整個應用程序包括兩個主要的模塊：RS一232串口通信和USB接口通信。為了達到快速開發(fā)的目的，RS一232串口通信采用“MSCOMM控件”。這個控件是微軟公司為了簡化Windows下應用程序的編程而提供的ActiveX控件，非常的實用，使用起來也非常的方便。USB接口通信的PC機應用程序的編寫則是利用DriverStudi0丌發(fā)工具生成的應用程序框架的基礎上來增添一些程序源代碼，整個USB接口應用程序實現(xiàn)了USB設備(PDIUSBDl2芯片)的端點1的中斷傳輸、端點2的批量傳輸。4．4[5]張毅剛，彭喜元，姜守達，喬立巖著．新編MCS一51單片機應用設計．哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學出版社，2003．7[6]胡漢才著．單片機原理及其接口技術．北京：清華大學出版社，1996[7]李朝青著．單片機原理及接口技術．北京：北京航空航天大學出版社，2001[8]何立民編．MCS一51系列單片機應用系統(tǒng)設計．第一版．北京：北京航航天大學出版社，1990．[9]李華主編．MCS一51系列單片機實用接口技術．北京：北京航空航天大學出版社，1993．[10]徐愛卿等．單片微型計算機應用和開發(fā)系統(tǒng)．北京：北京航空航天大學出版社，1993．[11]張念淮，江浩著．USB總線接口開發(fā)指南．北京：國防工業(yè)出版社，2001．[12]司利增著．汽車計算機控制．北京：人民交通出版社，2000．2[13]林田洋一著．汽車電子學．蔡瑞彬譯．北京：人民交通出版社，1998．58哈爾濱I’程人學碩士學位論文[14]馬．麥納爾東著，周開金譯．汽車電學知識．人民交通出版社，1986．12[15]呂揚，陳露晨，顧雪琳著．USB總線協(xié)議信息包分析，微型機與應用．2002．1[16]徐有清，余勝生，周勝利著．通用串行總線設備接口的設計．電子計算機與外部設備，1998．5[17]譚浩強著．C程序設計．清華大學出版社，1991．7[18]肖玲妮，袁增貴著．Protel99 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