畢業設計]基于ｕｓｂ的高速數據采集卡的設計-資料下載頁

【導讀】口一般采用ISA、PCI、CPCI、1394等標準，基于這些接口的產品，安裝麻煩，USB作為一種新型的串口通信標準，具有較高的傳。輸速率，可擴展性好，采用總線供電，使用靈活。裝的簡易性也成為人們關注的目標。USB通訊技術的出現，使高傳輸速度、強糾。USB設備需要依據USB. USB技術雖然出現的時間并不長，但是由于它的種種優點，被。越來越多的廠商和用戶所接受，出現了USB打印機、攝像頭等產品。采用Cypress公司的CY7C68013芯片和89C51單片機設計的基于USB. Comdex上亮相以來至今己廣泛地為各PC廠家所支持。等流行操作系統都增加了對USB的支持。USB的主要特點如下:. USB有全速和低速兩種方式，主模式為全速模式，速率為。標準USB電纜長度為3米。USB共有4種傳輸模式:控制傳輸，步傳輸。USB對系統與PC的集成進行了優化，適合于開發低成本的外。制器，USB器件直接與根部接口連接實現其功能。只要可能，USB系統軟件就會使用目前的主機軟件接口來管理上述幾種方式。USB集線器，可讓不同性質的設備連接在USB上，連接點稱作端口。

　　

【正文】 釋主機請求，對請求進行相應處理控制采集模塊則用于對前端硬件的控 制。這三個模塊都比較簡單。而 USB 通信模塊負責主機與前端采集硬件的通信，是固件設計中的重點，本章將對其進行詳細介紹。 USB 通信固件設計的目標就是使 FX2 在 USB 上達到最大的傳輸速率。 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。這就確保了最佳的傳輸速率和更好的軟件結構，同時簡化了編程和調試。后臺 ISR 中斷服務程序和前臺主程序循環之間的數據交換通過事件標志和數據緩沖區來實現，例如 FX2 的批量輸出端點可使用循環的數據緩沖區，當 FX2 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。在 ISR 中固件將數據包從 FX2內部緩沖區移到循環數據緩沖區，并在隨后清零 FX2 的內部緩沖區，以使能接收新的數據包。 CPU 可以繼續它當前的前臺任務直到完成。然后返回到主循環檢查循環緩沖區內是否有新的數據，若有就對其進行處理，否則開始其它的前臺任務。 （ task dispatcher） Void TD_Init (void) //該函數在框架初始化期間被調用。 Void TD_Poll (void)//在設備工作期間，該 函數被重復調用。 BOOL TD_Suspend (void)//該函數在框架進入掛起狀態之前被調用。 { Return (TRUE)。 } Void TD_Resume (void) //該函數在設備被外部的喚醒事件喚醒且框架程序恢復處理后被調用 { return (TRUE)。 } （ device request） Bool DR_getdescription (void) //該函數在框架執行 get description 設備請求之前被調用 { return (TRUE)。 } bool dr_setconfiguratian (void) //該函數在框架執行 set configuratian 設備請求之前被調用 { configuration=SETUPDAT[2]。 return (TRUE)。 } bool dr_getconfiguratian (void) //該函數在框架執行 get configuratian 設備請求之前被調用 { EP0BUF[0]=configuration。 EP0BCH=0。 EP0BCL=1。 return (TRUE)。 } bool dr_setinterfane(void) //該函數在框架執行 set interfane 設備請求之前被調用 { alternatersetting=SETUPDAT[2]。 return (TRUE)。 } bool dr_getinterfane(void) //該函數在框架執行 get interfane 設備請求之前被調用 { EP0BUF[0]=alternatersetting。 EP0BCH=0。 EP0BCL=1。 return (TRUE)。 } bool dr_getstatus(void) //該函數在框架執行 get status 設備請求之前被調用。 { return (TRUE)。 } bool dr_clearfeatuer(void) //該函數在框架執行 clea rfeatuer 設備請求之前被調用 { return (TRUE)。 } bool dr_setfeature(void) //該函數在框架執行 set feature 設備請求之前被調用 { return (TRUE)。 } bool dr_vendorcmnd(void) //該函數在框架執行 vendor 設備請求之前被調用 { return (TRUE)。 } 中斷（ USB interrupt） void ISR_sudav(void) interrupt 0 //該函數在設備收到 setup data available 中斷時，在中斷處理器內部被調用 { gotsud=true。 ezusb_irq_clear()。 usbirq=bmsudav。 } void ISR_sutok(void) interrupt 0 //該函數在設備收到 setup token 中斷時，在中斷處理器內部被調用 { ezusb_irq_clear()。 usbirq=bmsutok。 } void ISR_sof(void) interrupt 0 //該函數在設備收到 start of frame 中斷時，在中斷處理器內部被調用 { ezusb_irq_clear()。 usbirq=bmsof。 } void ISR_susp(void) interrupt 0 //該函數在設備收到 usb suspend 中斷時，在中斷處理器內部被調用 { sleep=true。 ezusb_irq_clear()。 usbirq=bmsusp。 } void ISR_ures(void) interrupt 0 //該函數在設備收到 usb reset 中斷時，在中斷處理器內部被調用 { pconfigdscr=pfullspeedconfigdscr。 ((configdscr xdata *)pconfigdscr)type=config_dscr。 potherconfigdscr=phighspeedconfigdscr。 ((configdscr xdata *)potherconfigdscr)type=otherspeed_dscr。 ezusb_irq_clear()。 usbirq=bmures。 } void ISR_highspeed(void) interrupt 0 //該函數在設備收到高速中斷時，在中斷處理器內部被調用 { if (ezusb_highspeed()) { pconfigdscr=phighspeedconfigdscr。 ((configdscr xdata *)pconfigdscr)type=config_dscr。 potherconfigdscr=pfullspeedconfigdscr。 ((configdscr xdata *)potherconfigdscr)type=otherspeed_dscr。 } ezusb_irq_clear()。 usbirq=bmhsgrant。 } void ISR_ep0ack(void) interrupt 0 //該函數在設備收到 x 數據輸入中斷時，在中斷處理器內部被調用 { } void ISR_epxack(void) interrupt 0 //這里 X 為 0， 1， 2， 4， 6， 8 //該函數在設備收到 x 數據輸出中斷時，在中斷處理器內部被調用 { } 第六章 設備驅動及應用程序的設計 固件下載 USB 設備驅動程序 介紹 EZUSB 系列芯片都具有通過下載固件和重枚舉的方式來動態改變設備特性的能力。可以用 2 種方式下載固件到 EZUSB FX2 芯片中。第 1 種方法是使用 EZUSB 控制面板通過 USB 口下載固件 (Intel Hex 格式的文 件 )；第 2 種方式是使用 Keil 調試監控程序 (Debug Monitor)通過 RS232 串口下載固件。在開發的過程中，這兩種方法都可以采用。但是，我們希望最終的作品能自動完成固件下載以及設備重枚舉 .這就要一個特殊的、具有下載固件并完成設備重枚舉功能的設備驅動程序。 EZUSB 軟件開發包提供一個固件下載驅動程序的模板，即EZLoader Driver。 EZLoader 驅動程序是一個非常簡單的 USB 驅動程序模板，簡化到用戶只需要知道如何去做一件事情 —— 下載固件到 USB 外設備即可。EZUSB 軟件開發包 提供的 EZLoader 驅動程序只需要經過少量的修改就可以支持一個專門的設備，它不需要有較深的驅動編程的知識，但要熟悉 windows 的即插即用、 windows INF 文件、 windows 的注冊表和 USB。 開發步驟 創建 EZLoader 驅動程序需要的工具： 1 Windows DDK。 2 Visual C++ 以上版本。 3 Intel HEX 記錄格式的文件轉換為 C 文件的工具 —— 。 創建 EZLoader 驅動程序的一般步驟： 1 新建一個目錄，將 EZUSB 軟件開發包中 ..\drivers\ezloader 目錄下的所有文件連同子目錄復制到該目錄下。 2 編輯該目錄下的 sources 文件，在 TARGETNAME=ezloader 一行中修改目標文件名。這里的目標文件是指由 Windows DDK 產生的驅動文件 (.sys)。 3 利用 將固件的 Inter HEX 記錄格式的代碼轉換為 C 文件。打開該 C文件，用其中的 firmware[]數組代替 EZLoader Driver 中提供的 中的數組。 4 利用 Windows DDK 的 build 命令編譯創建該驅動程序。 應用程序 任何一個使用過 Windows 的人對窗口這個概念絕對不會陌生，窗口是Windows 應用程序的基本操作單元，用戶通過它與應用程序發生交互，例如輸入輸出操作等等，從程序的內部工作原來來看，每一個窗口對應一個消息處理隊列，應用程序主要通過窗口消息處理函數對用戶的輸入操作進行響應與處理。要想從程序員的角度充分理解窗口的含義，那么對 WNDCLASS 這個數據結構進行充分的了解是必須的。 單個實例代表一個可執行程序在內存中的拷貝，如果一個應用程序執行許多次，那么在內存中就有多少個拷貝，也就 可以說明有多少個實例存在。 句柄在 windows 環境下被定義成了一個無符號的整數，用于標識應用程序中不同的對象和同類對象中的不同實例。句柄可以看成是對象的編號，聯系上面的實例，那么一個實例句柄就可以看作是單個應用程序在內存中拷貝的唯一身份編號，通常系統只能通過實例句柄去識別不同的應用程序，或者是相同應用程序的不同副本。 Windows 應用程序包含很多資源，例如，菜單，圖標，對話框等等， VC++環境下我們不僅僅可以使用系統下原有的資源，我們也可以定義自己的資源，這些資源被定義在 .RC文件中 ，通過應用程序最后的編譯，這些資源文件和程序代碼連接在一起，形成一個可執行的 .EXE 文件或者是一個 .DLL 的庫文件。在使用這些資源的時候 ,通過 WIN API 函數學將這些資源調用使用。 窗口是人機交互的接口，當窗口接受到輸入請求的時候，就會把這一請求交給某一個函數進行處理，而這個函數就是窗口消息處理函數，它能夠決定當一個消息 被接受到的時候采取什么行動。 消息通常是由一系列的輸入操作觸發的，比如當我按下鼠標左鍵那么窗口消息處理函數就會收到一個 WM_LBUTTONDOWN 的消息信號。在窗口消 息處理函數中，我們可以利用 switch 和 case 結構進行控制 , 針對此消息作出我們想要的操作。 應用程序的任何輸出操作都需要通過圖形設備接口 (GDI)中的函數來完成操作 ,GDI 負責系統與用戶或繪圖程序之間的信息交換，并控制在輸出設備上顯示圖形或者文字，它將程序員與具體的硬件設備隔離開，讓程序員不需要考慮硬件設備操作的細節。 回調函數是 windows 操作系統 自己調用的函數，用戶是不能直接調用他們的。回調函數的定義必須嚴格的按照 windows 標準進行編寫。 在下面我們將要看到的 HelloWin 程序中， WndProc 就是一個回調函數，它是是應用程序的窗口消息處理函數，當注冊窗口類的時候，要把窗口消息處理函數的地址告訴 Windows， Windows 通過調用此函數進行消息處理。 第七章 結論 USB 是一種 IT 行業新發展起來的通用接口標準，目前很多應用主要集中在PC 機的外設和一些消費類電子上。其實，作為一種通用型串行總線標準， USB不僅僅適用于 IT 行業，它的應用空間很廣泛，完全可以使用在不同的領域和行業。特別是由于 USB 的使用簡單、即插即用、熱插拔、開放性、高速 、穩定、可靠性高等優點，它特別適用于儀器儀表、虛擬儀器、數據采集、數據采集設備、監控設備和加密設備等等場合。 雖然本設計還有許多缺陷，不足以完成大批量數據的高速傳送，但是它己經是 USB 數據采集系統的雛形。只要在后續的研究中通過改善硬件環境和軟件算法解決好一系列存在的問題，一定會得到充分體現 USB 總線簡單易用、傳輸速度快等特點的數據采集系統。 綜上所述，本論文己經完成了基