【正文】 Jgned char xdata})Addr)}2．PDIUSBDl2命令接口—．D12CI．C 在PHILIPS公司對于PDIUSBDl2芯片的數據手冊中，定義了一套壓縮了所有訪問PDIUSBD 12功能的命令集。下面重點講述各層程序模塊的重要程序代碼。●標準請求處理程序：對USB的標準設備請求進行處理。●PDIUSBDl2命令接口：對PDIUSBDl2器件進行操作的模塊子程序。ISR與前主循環(huán)通過事件標志EPPFLAGS和數據緩沖區(qū)CONROL XFER進行通信。CPU可以繼續(xù)它當前的前臺任務直到完成。后臺ISR中斷服務程序和前臺主程序循環(huán)之間的數據交換通過事件標志和數據緩沖區(qū)來實現(xiàn)，例如PDIUSBD 12的批量輸出端點可使用循環(huán)的數據緩沖區(qū)，當PDIUSBDl2從USB收到一個數據包時，就對CPU產生一個中斷請求，CPU立即響應中斷。CPU忙于處理許多設備控制和數據處理等任務，通信固件設計成為完全的中斷驅動方式，當CPU處理前臺任務時，USB的傳輸可在后臺進行。3．4．3USB設備固件的編寫 設備固件是設備的運行核心，其主要功能是實現(xiàn)USB設備的配置，實現(xiàn)USB設備能夠通過USB接口與上位機通信，USB固件分為兩個模塊：初始化固件模塊和USB通信固件模塊。(3)批量傳輸；用來傳輸大量數據而沒有周期和傳輸效率的設備上。任何一個USB設備必須支持一個與控制類型相對應的端點0。3．4．2USB總線的數據傳輸方式 USB總線有四種數據傳輸方式，分別是控制傳輸、中斷傳輸、批量傳輸和同步傳輸。設置信息包括USB帶寬分配，選擇設備的設置信息等。每個USB設備都包含設置信息，束描述該設備的性能和所需資源。USB設備是帶有USB接口并可以完成特定功能的外設，它通過USB總線進行發(fā)送接收數據和控制信息，用一根電纜連接在集線器的某個端口上。每個集線器的上游端口向主機方向進行連接，每個集線器的下游端口允許連接另外的集線器或功能部件。它控制和分時連接各個器件。若多個器件同時需要連到主控制器上，只需用集線器(HUB)來擴展。下面來簡要講述USB體系結構和IJSB協(xié)議。如果上位機接收到的數據在上位機中進行異或和運算得到的校驗和結果等于單片機傳送的校驗和，則上位機接受此數據，否則拋棄此數據。圖3 4中斷程序流程圖3．3．4串行通信程序 在本課題中，單片機要與上位機進行通信，利用MCS一51單片機的串行臼和上位機的COM口進行串行通信，將單片機采集的數據送入到上位機，以利于對單片機采集的數據進行分析與計算。在本系統(tǒng)中采用中位值濾波法，就是對某一被測參數接連采樣n次，然后把n次采樣值按大小排列，取中間值為本次采樣值。當在主程序中啟動了A／D轉換程序后，程序進入到中斷程序執(zhí)行．在中斷程序中啟動A／D轉換，使得程序再次進入中斷，當各個通道的模擬信號都采集完成了，則設置各個通道數據采集完成標志。由于模擬信號采集程序需要采集多路數據，所以在啟動A／D轉換程序之前，必須先檢查是否采集了系統(tǒng)所需要的各路數據。首先在主程序模塊中啟動A／D轉換，則通過調用啟動A／D轉換的子程序實現(xiàn)。ADC轉換結束后向單片機發(fā)出中斷請求信號，單片機響應此中斷請求，進入到中斷服務程序，讀入轉換數據，并進行必要的數據處理，然后返回到主程序。狗定時器clr c8： 使得cs為低電平來復位看門狗setbcs： 使得cs為高電平ret3．3．3數據采集程序模塊 數據采集的芯片采用ADC0809，ADC0809是一個多路開關有8個模擬量輸入量，最多允許8路模擬量的分時輸入，共用一個A／D轉換器進行轉換，ADC0809完成一次轉換大約需100 us的時間。表3．3看門狗定時器設置表X25045的初始化子程序主要如下：設置寫使能寄存器子程序WREN_CMI)Wren －cmd：clrsck： 將sck變?yōu)榈碗娖絚lrcs： cs變?yōu)榈碗娖組ov A，yrren—Jnst：寫使能命令為00000110blcall outbyt： 發(fā)送寫使能命令clr sck： 使得sck為低電平setb cs： 使得cs為高電平ret： 程序名．寫狀態(tài)寄存器WTSF_Cmdwrsr_cmd：Clr sck： 將sck變?yōu)榈碗娖絚lrcs： cs變?yōu)榈碗娖絤ov A， WRSRINST：WRSR指令lcaIIoutbyt： 發(fā)送隙SR指令movA， STATUS—REG：待寫入狀態(tài)寄存器中的數據送入Alcal 1 outbyt：發(fā)送狀態(tài)寄存器數據C1r sck： 將sck變?yōu)榈碗娖絊etb cs： CS變?yōu)楦唠娖絃call wip_pol1： 等待完成寫操作；當上面的韌始化程序在主程序中調用后，便可以調用下面復位看門狗定時器子程序。這些位由發(fā)出WFSF指令來設置，允許用戶選擇4種保護級別之一。由WRDI指令復位或由寫周期后復位?！皩懯鼓苕i存”WEL位表示“寫使能”鎖存器的狀態(tài)，當設置為“l(fā)”時，表示鎖存器置位i當設置為“0”時，表示鎖存器復位。當為?l時，寫操作J下在進行；當為“0”時，沒有寫操作。指令名稱，指令格式，功能。整個程序流程如下圖3．2所示：3．3．2 X25045編程 X25045將四種功能合于一體：上電復位控制、看門狗定時器、降壓管理、串行EEPROM，X25045在本系統(tǒng)中所用的指令集見表3．1，表中所有的指令、地址及數據都以MSB(最高有效位)在前的方式傳送。主程序模塊的功能包括X2504825ADC080PDIUSBDl2等的初始化和控制程序。每一程序模塊都麓完成一個明確的任務，實現(xiàn)某個具體功能，如通信、接收、延時、顯示等等。在這個開發(fā)環(huán)境中，程序員不必面對建立一個應用程序都要親手設計用戶接口的枯燥工作，而只需選取菜單命令，Visual c++系統(tǒng)就會生成一個可實際運行的Windows應用程序框架，然后利用基于Windows的c抖源程序編輯器，就可以在App Wizard的基礎上建立自己的面向對象的應用程序。]c++6．0集成開發(fā)環(huán)境Visual c++6．0是用戶所喜愛的面向對象的Windows編程環(huán)境，借助于Visual c168。C++實現(xiàn)了類的封裝、數據隱藏、繼承，使得代碼容易維護和高度可重用。它既可以進行過程化的程序設計，也可以進行面向對象的程序設計。在線仿真功能是通過在線仿真器實現(xiàn)的，設計人員通過系統(tǒng)機就可對被設計的目標系統(tǒng)進行仿真。同時仿真器的軟件具有匯編和編譯的能力，以及單步、跟蹤、慢速斷點、全速斷點和連續(xù)方式運行程序的調試能力。單片機的在線仿真器通過串口與計算機相連通，構成單片機開發(fā)系統(tǒng)。圖3．1偉福仿真軟件設置。(2)安裝KAIL 5l軟件，其安裝的路徑為c：＼Keil＼C5l＼(3)設置WAVE 6000仿真軟件。 下面講述如何安裝單片機開發(fā)工具和設定升：發(fā)環(huán)境。由于本課題中程序開發(fā)中使用了匯編語言和C51語言混合編程，但是有WAVE6000仿真軟件沒有C編譯工具，所以，必須使用第三方的c語言編譯器，而WAVE 6000仿真軟件的一項顯著特點就是能夠通過設定，能夠利用第三方編譯軟件KAIL 51的c編譯器。在該課題的開發(fā)中，對于采用C51語言和匯編語言進行混合編程，要實現(xiàn)這一點，必須對單片機丌發(fā)工具和開發(fā)環(huán)境進行一些設置。3．1單片機編程語言和開發(fā)工具 MCS一51單片機的編程語言有兩種：一種是匯編語言，一種是C51語言，匯編語占具有編譯產生的機器代碼效率高的特點，但是匯編語言可讀性不高，而C語言是一種通用的計算機程序設計語言，雖然它的編譯效率不如匯編語言，但是隨著各種編譯器的開發(fā)和改進，實踐證明，對于同一個問題，用C語言編寫的程序生成代碼的效率僅比匯編語言編寫的程序低10％～20％。3 系統(tǒng)軟件設計 該課題涉及到單片機程序設計、PC機應用程序設計。擴展的串行通信接口、USB通信接口能夠實現(xiàn)與上位機通信。USB接口電路原理圖如圖2．9所示：PDIUSBDl2芯片在正常工作前，必須進行正確的上電復位，把PDIUSBDl2的復位端連接至O+5v電壓即可實現(xiàn)PDIUSBDl2芯片的上電復位，把PDIUSBDl2芯片的D+、D一兩個引腳分別接上IMQ下拉電阻、IMQ上拉電阻，這是為了防止外界噪聲，因為如果D+、D一在懸浮的情況下，外界噪聲很可能引起D+、D一的狀態(tài)變化。PDIUSBDl2支持多路復用和非復用的地址和數據總線；20支持主端點與本地共享RAM之間直接讀取的DMA傳輸：但在本系統(tǒng)中，考慮到單片機固件的復雜性，沒有用到DMA傳輸。5)存儲器管理單元和內部RAM在以12MB／S的速率傳輸并與微控制器并口相連時，存儲器管理單元和內部RAM作為USB之間速度差異的緩沖區(qū)，這就允許微控制器以自己的速率對USB信息包進行讀寫。當PDIUSBDl2成功的枚舉和配置后，LED指示將一直點亮。4)GOODLINKTM GOODLINKTM技術可提供良好的USB連接指示。2)電壓調整器片內集成了一個3．3V的調整器用于模擬收發(fā)器的供電。片內繼承了高性能USB接口器件、FIF0存儲器、收發(fā)器以及電壓調整器，可與任何外部微控制器／微處理器實現(xiàn)高速并行接口(2M8／S)。換句話說，USB端口的傳輸速率快于當前PC平臺上任何其它類型的端口。USB設備也可以使用外部電源。內置的電源供給。支持USB的產品只要將連接線接到電腦的USB插槽，電腦內部就會自動分配地址，不需用戶參照系統(tǒng)的硬件設定進行設置。 在USB方式下，所有的外設都在機箱外連接，連接外設不必在打丌機箱：允許外設熱插拔，而不必關閉主機電源，做到真『F的即插即用，不必重新啟動計算機。而且USB2．0可以向’F兼容，所有支持USB l．1的設備都可以直接在USB2．0的接口上使用而不必擔心兼容問題，而且像USB線、插頭等附件也都可以真接使用。 USB是在1994年底康柏、IBM、Microsoft等多家公司聯(lián)合制定的，但是真到1999年，USB才真正被廣泛應用。通過這個標準插頭，采用菊花鏈形式可以把所有的外設連接起來，并且不會損失帶寬。到現(xiàn)在為止，電腦系統(tǒng)接外圍設備的接口還無統(tǒng)一的標準，如鍵盤的插口是圓的，連接打印機要用9針或25針的并行接口，鼠標則要用9針或25針的串行接口。除了具有較高的傳輸率外，它還能給外圍設備提供支持。也有人稱之為“菊花鏈(daisychaining)”，是因為在一條“線纜”上有鏈接127個設備的能力。USB同時又是一種通信協(xié)議，它支持主系統(tǒng)(host)和USB的外圍設備(device)之間的數據傳輸。2．8．1 USB簡介 USB(Universal Serial Bus)通用串行總線，是用于USB的外圍設備連接到主機的外部總線結構，其主要適用在中速和低速的外設。USB接IZ!通用性好、實時性強、傳輸方式多樣、成本低、易于擴展且便于使用，這些優(yōu)點使它已經越來越廣泛的應用于各種領域，USB設備也層出不窮。ICL232芯片8引腳按入到上位機，10引腳接單片機RXD、TXD引腳，實現(xiàn)與單片機的連接。1CL232可以實現(xiàn)TTL電平和RS一232電平之間的轉換。開路電壓V。一個ICL232芯片可連接兩對收／發(fā)線，從而完成TTL和EIA雙向電平轉換，其中，TTL／CMOS電平OV～5V，RS一232C電平一IOV～+IOV。15V高壓電源，不太方便，現(xiàn)在常用的Rs一232c／TTL轉換芯片是MAX 232或ICL232。目前較廣泛的使用集成電路轉換器件，如MC 148SN 75150芯片可完成TTL電乎到EIA電平的轉換，而MC 148SN 75154芯片可實現(xiàn)EIA電平到TTL電平的轉換。1）EIA RS232C與TTL的電平轉換 EIARS一232c使用正負電壓來表示邏輯狀態(tài)，而TTL是以高低電平表示邏輯狀態(tài)，因此，為了能夠同計算機接口或終端的TTL器件連接，必須在EIARS一232c與TTL電路之間進行電平和邏輯關系的變換。這個標準對串行通信接口的有關題，如信號功能、電氣特性和機械特性都作了較明確的規(guī)定。這樣整個電路只要接通電源就完成了系統(tǒng)的復位初始化。在設定的定時時間內，微處理器必須在WDI引腳產生一個由低到高的電平變化，否則X25045將產生一個復位信號。(2壓監(jiān)測中，X25045監(jiān)測VCC端得電壓下降，并且在VCC電壓跌落到閾值電壓之F時會產生一個復位脈沖，這個復位脈沖一直有效，卣到VCC降到1v以下，如果VCC在降到閾值電壓后上升，則在VCC超過閾值電壓后延時約200ms復位信號消失，使得微處理器得以繼續(xù)工作。2．6看門狗電路 單片機控制部分本身的可靠性，系統(tǒng)中增加了X25045器件。CPU相應中斷后，在中斷服務程序中使0E線或為ENABLE引腳變?yōu)楦唠娖?，?