【正文】 雖然，本系統(tǒng)已經(jīng)是一個具有 USB 接口的 PC 外圍設備，實現(xiàn)了 USB 設備的即插即用功能，是一個高速的數(shù)據(jù)傳輸?shù)碾r形。系統(tǒng)分為：數(shù)據(jù)采集及 A/D轉(zhuǎn)換子系統(tǒng)；數(shù)據(jù)傳輸子系統(tǒng)兩個部分。在這里主機使用再次讀取配置的方法來讀取配置描述符，接口描述符和端點描述符的 集合。由于受 D12 芯片的限制， 設備分 2次把設備 描述符經(jīng)過端點 0 發(fā)送出去，第一次發(fā)送 16個字節(jié)，第二次發(fā)送 2 個字節(jié)。當主機接收到這 16 個字節(jié) 的字符后，就認為真正有設備連接了，即發(fā)送 1 個 0 字節(jié)的數(shù)據(jù)包到設備作為狀態(tài)應 答。 return( ntStatus )。 ntStatus=STATUS_UNSUCCESSFUL。amp。 UsbBuildInterruptOrBulkTransferRequest( urb,(USHORT)siz,pPipeInfoPipeHandle, IrpMdlAddress,WriteLen,transferFlags,NULL)。 //得到數(shù)據(jù)流模式結(jié)構(gòu)長度。 pPipeInfo = amp。 //得到當前 37 I/O 緩沖區(qū)的長度。 ULONG transferFlags = 0。 ULONG WriteLen。 PIO_STACK_LOCATION irpStack。 return( ntStatus )。 ntStatus=STATUS_UNSUCCESSFUL。amp。 UsbBuildInterruptOrBulkTransferRequest(urb,(USHORT)siz,pPipe 35 InfoPipeHandle, IrpMdlAddress,ReadLen,transferFlags,NULL)。 // 得到內(nèi)存分頁 if( urb==NULL) //如果沒有可以供利用的內(nèi)存空間，返回錯誤信息。 // 得到指定管道的當前信息。 // 得到設備的接口 PipeNum = 15。 //得到當前設備。 CHAR* ioBuffer。 ULONG ReadLen。 PIO_STACK_LOCATION irpStack。 } 關閉設備 NTSTATUS Eval_Close( IN PDEVICE_OBJECT DeviceObject, IN PIRP Irp ) 33 { return STATUS_SUCCESS。 Irp = 0。 URB 結(jié)構(gòu)是一個聯(lián)合，含有 16 個不同的_URB_*結(jié)構(gòu)。設備 配置 1 接口 0 其他接口 其他配置 節(jié)點 0（管道 0） 節(jié)點 1（管道 1） 接口 1 節(jié)點 圖 USB 邏輯結(jié)構(gòu) 32 因為他們是內(nèi)部 IOCTL，所以只能可用于內(nèi)核的其他部分，但不能用于用戶態(tài)應用程序。 URB 構(gòu)造和各種例程。但是單片機系統(tǒng)要響應用戶的請求，因此驅(qū)動程序是不可缺少的?；蛘呤褂? 訪問開放式主機控制器接口設備。一個或多個接口組合成一個配置。缺省管道用于控制傳輸。我們主要針對塊傳輸編寫驅(qū)動程序。 圖 所示的是主程序在前臺執(zhí)行的流程 : 圖 主循環(huán)程序流程圖 30 單片機驅(qū)動程序設計 USB 的傳輸總是從 PC 開始的，傳輸有四種不同的通信類型：控制傳輸、中斷傳輸、 塊傳輸和等時傳輸。 在主循環(huán)程序中， MCU 對鍵盤進行輪詢。用于直觀顯示開發(fā)板 運行狀態(tài)，主機通過控制傳輸對 LED 進行控制。其中最關鍵的是設 備向主機傳輸數(shù)據(jù)的功能，目前開發(fā)板可以達到 400KB/S 的傳輸速度。固件結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)流向如圖 所示。 后臺 ISR 中斷服務程序和前臺主程序循環(huán)之間的數(shù)據(jù)交換，通過事件標志和數(shù)據(jù)緩沖區(qū)來實現(xiàn)，例如 PDIUSBD12 的批量輸出端點，可使用循環(huán)的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，當 PDIUSBD12 從 USB 收到一個數(shù)據(jù)包，那么就對 CPU 產(chǎn)生一個中斷請求，CPU 立即響應 中斷。 單片機固件結(jié)構(gòu)及功能 固件結(jié)構(gòu) PDIUSBD12 是一款帶有并行總線 和局部 DMA 傳輸能力的高速 USB 接口器件， 固件 設計的日標就是使 PDIUSBD12 在 USB 上達到最大的傳輸速率。這在片內(nèi)程序存儲器不斷擴大、晶振頻率不斷提高的今天，已不是主要考慮的問題。采用 C 語言編譯器可以自動完成變量存儲單元的分配，編程者專注于應用軟件部分的設計即可，大大加快了軟件的開發(fā)速度。 用 C 語言編程是單片機軟件開發(fā)的必然趨勢。每個單片機系列的指令系統(tǒng)不同，與指令系統(tǒng)對應的匯編助記符就不同。 元器件的布局首先要考慮的一個因素就是電性能，把連線關系密切的元器件盡量放在一起，尤其對一些高速線，布局時就要使它盡可能地短，功率信 號和小信號器件要分開。 做 PCB 板就是把設計好的原理圖變成一塊實實在在的 PCB 電路板 ,請別小看這一過程 ,有很多原理上行得通的東西在工程中卻難以實現(xiàn) ,或是別人能實現(xiàn)的東西另一些人卻實現(xiàn)不了 ,因此說做一塊 PCB 板不難 ,但要做好一塊PCB 板卻不是一件容易的事情。 本設計系統(tǒng)的原理圖及制版圖的繪制 Protel99SE 能實現(xiàn)從電學概念設計到輸出物理生產(chǎn)數(shù)據(jù)，以及這之間的所有分析、驗證和設計數(shù)據(jù)管理。因此，可以利用比較熟悉的微處理器（ MSP430）進行核心程序的設計，即用 MSP430 來實現(xiàn)其所需的功能，具體將數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換 22 為符合 USB 規(guī)則的信號，則完全由 PDIUSBD12 來完成。在這里，模擬信號以單端方式輸入，參考電壓為 5V，即 A/D 模擬量的輸入范圍為 0～ 5V。其工作時序如圖 所示。例如通道 0 和通道 1可被選為一對差分輸入。 輸入配置可在多路器尋址時 序中進行。另外，其輸入基準電壓大小可以調(diào)整。根據(jù)輸出的信號格式，比較常用的 A/D 轉(zhuǎn)換方式可分為并行 A/D 和串行 A/D。 15 圖 本系統(tǒng)中的復位電路 電源的設計 由于系統(tǒng)的設計實現(xiàn)了超低功耗，用紐扣電池供電是非常適合的。 4 看門狗型復位電路 看門狗型復位電路主要利用 CPU 正常工作時，定時復位計數(shù)器，使得計數(shù)器的值不超過某一值；當 CPU 不能正常工作時，由于計數(shù)器不能被復位，因此其計數(shù)會超過某一值，從而產(chǎn)生復位脈沖，使得 CPU 恢復正常工作狀態(tài)。這主要是由于放電回路與充電回路相同，導致放電時間常數(shù)較大，從而導致 UC 電壓下降過度。許多用戶在設計完單片機系統(tǒng)，并在實驗室調(diào)試成功后，在現(xiàn)場卻出現(xiàn)了 “ 死機 ” 、 “ 程序走飛 ” 等現(xiàn)象，這主要是單片機的復位電路設計不可靠引起的。 單片機外圍電路 晶振電路 單片機內(nèi)部有一個用于構(gòu)成振蕩器的高增益反相放大器，引腳 XT2IN 和XT2OUT 分別是此放大器的輸入端和輸出端。對于微控制器， PDIUSBD12 可以看成是一個有 8位數(shù)據(jù)總線和 1位地址線的存儲設備。 ⑧ 存儲器管理單元 MMU 和集成 RAM。 ⑦ GoodLink。高速設備與 USB 的連接是靠把 D＋通過 1個 kΩ的上拉電阻接到高電平來建立的。 PHILIPS 的 SIE 完全實現(xiàn) USB 協(xié)議層。 PLL 的工作不需要外部器件。 ② 電壓校準器。所有這些特性都能在系統(tǒng)實現(xiàn)時節(jié)省成本，同時在外圍設備上很容易實現(xiàn)更高級的 USB 功能?，F(xiàn)在用 SCSI 實現(xiàn)的很多設備如果用 USB 來實現(xiàn)可以直接降低成本。 PDIUSBD12 芯片特點和內(nèi)部結(jié)構(gòu) PDIUSBD12 是一個性能優(yōu)化的 USB 器件，通常用于基于微控制器的系統(tǒng)并與微控制器通過高速通用并行接口進行通信，也支持本地 DMA 傳輸。 4 電源引腳 DVcc 和 DVss 為數(shù)字電源正端和負端； AVcc 和 AVss 為模擬電源正端 和負端。這些模塊寄存器位于地段地址，須用字節(jié)指令以絕對尋址模式訪問。 XT2OUT 接外部晶體的另一端。而且， MSP430F449 還內(nèi)置了液晶驅(qū)動模塊，更加簡化了外圍電路的軟件。其突出優(yōu)點是低電源電壓、超低功耗、多種功能。有的單片機為了構(gòu)成控制網(wǎng)絡或形成局域網(wǎng)，內(nèi)部含有局域網(wǎng)絡控制模塊 CAN。經(jīng)過多年的發(fā)展，單片機品種不斷增多，功能不斷增強，應用范圍不斷擴大，相應的開發(fā)技術也有了很大發(fā)展。整個系統(tǒng)可分為：信號 A/D 轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、單片機系統(tǒng)、復位電路設計、電源設計及 USB 控制器系統(tǒng)。 客戶軟件與功 能部件之間的透明通信的要求，決定主機和設備下層部件的功能以及它們的界面 (interface)。主機上垂直的箭頭是實際的信息流。 3 邏輯拓樸結(jié)構(gòu)：描述 USB 系統(tǒng)中各種組成部分的地位和作用，以及描述從主機和設備的角度觀察到的 USB 系統(tǒng)。對可以使用的連接進行了調(diào)度以支持同步數(shù)據(jù)傳輸，并且避免的優(yōu)先級判別的開銷?？偩€的拓撲結(jié)構(gòu)： USB 設備與主機之間的各種連接方式； 現(xiàn)在，計算機外圍設備的市場上使 用 USB 接口的數(shù)碼相機，掃描儀，硬盤，鼠標等家庭設備比較常見，但是使用 USB 接口的智能儀器還沒有見到。在許多便攜式電腦上，已經(jīng)找不到 RS232接口。 E 使用靈活。 USB 的規(guī)范 2 能針對不同的性能價格比要求提供不同的選擇，以滿足不同的系統(tǒng)和部件及相應不同的功能，其主要優(yōu)點可歸結(jié)為以下幾點： A 速度快。這幾年，隨著大量支持 USB的個人電腦的普及， USB 成為 PC的標準接口已是大勢所趨。