USB數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)探析

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摘要：usb，即通用串行總線，是當(dāng)前在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用的一種結(jié)構(gòu)形態(tài)。為提升USB下數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)應(yīng)用水平，本文主要就USB的功能與特點(diǎn)，USB下數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)方式，即USB驅(qū)動(dòng)程序、串口和中斷電路、設(shè)備端通信實(shí)現(xiàn)方案、主控制軟件設(shè)計(jì)等內(nèi)容進(jìn)行論述。

關(guān)鍵詞：USB；驅(qū)動(dòng)程序；主控制軟件

1USB的功能與特點(diǎn)

USB是從傳統(tǒng)I/模式中創(chuàng)新而來(lái)，在整個(gè)PC機(jī)外部構(gòu)建起新型外設(shè)連接方式形成的數(shù)據(jù)接口形態(tài)。USB具有以下方面特點(diǎn)。第一，熱插拔，即可以在USB連接的任何一臺(tái)PC機(jī)上，運(yùn)用PC機(jī)內(nèi)部操作系統(tǒng)運(yùn)用USB數(shù)據(jù)接口。第二，接口共享。USB數(shù)據(jù)接口具有多個(gè)外設(shè)連接方式，可以同時(shí)控制連接126個(gè)外連設(shè)備。第三，方便靈活。USB數(shù)據(jù)接口在應(yīng)用過(guò)程中具有非常快速的傳輸速度，可以有效應(yīng)用鼠標(biāo)、鍵盤(pán)、游戲外設(shè)等工具，并且具有高質(zhì)量磁盤(pán)存儲(chǔ)效率[1]。

2USB下數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)方式

2.1USB驅(qū)動(dòng)程序

USB驅(qū)動(dòng)程序是由一些例程集合而成，（分發(fā)例程、入口例程、卸載例程等）應(yīng)用電源管理、I/O管理、PnP管理器等充分激活數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)良好應(yīng)用價(jià)值。因此，專業(yè)人員需要通過(guò)利用DriverStudio向?qū)梢粋€(gè)高質(zhì)量USB驅(qū)動(dòng)程序框架，寫(xiě)入必要產(chǎn)品編碼和制作商編碼，以便于更好開(kāi)展USB驅(qū)動(dòng)程序加載。在ADDDevice例程中，專業(yè)人員創(chuàng)建一個(gè)USBDCSDevice符號(hào)連接方式，運(yùn)用IoCreateSymbolicLink函數(shù)使USB驅(qū)動(dòng)程序與其他設(shè)備有效連接。專業(yè)化人員在完成設(shè)備初始化之后，需要有效連接應(yīng)用設(shè)備對(duì)象，并且通過(guò)CreateFile函數(shù)打開(kāi)USB接口。在整個(gè)USB驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)過(guò)程中，專業(yè)人員采用DebugView軟件開(kāi)展程序調(diào)試，進(jìn)行本機(jī)網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動(dòng)程序觀察，有效支持Win98/NT/2K/XP運(yùn)行。

2.2串口和中斷電路

（1）串口。在工業(yè)控制過(guò)程中，外部串行設(shè)備、計(jì)算機(jī)之間主要是應(yīng)用數(shù)據(jù)傳輸通道來(lái)實(shí)現(xiàn)的。其中，RS232接口連接器主要是應(yīng)用9針外殼、25針串口、9個(gè)20mA電流環(huán)信號(hào)腿等組成。（2）系統(tǒng)串口設(shè)計(jì)。在整個(gè)WIN32API中，主要應(yīng)用文件方式開(kāi)展系統(tǒng)訪問(wèn)，其操作方式與API基本保持一致。而本系統(tǒng)主要應(yīng)用API函數(shù)CreateFile有效打開(kāi)串口，以異步讀寫(xiě)方式打開(kāi)文件；專業(yè)人員配置必要串口形態(tài)，改變?cè)O(shè)備控制塊DCB，應(yīng)用函數(shù)SetupComm來(lái)接收或者發(fā)送緩沖區(qū)大小文件。為進(jìn)一步簡(jiǎn)化開(kāi)發(fā)程序，本系統(tǒng)在操作中需要有效將API函數(shù)在一個(gè)CSerial類型異步方式中打開(kāi)串口，更好進(jìn)行串口調(diào)試，創(chuàng)建一個(gè)工作線程序，在后臺(tái)有效監(jiān)視串口信息，方便系統(tǒng)調(diào)試。（3）中斷產(chǎn)生電路實(shí)現(xiàn)。中斷控制是USB數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)電路一個(gè)重要組成部分，主要作用是清除中斷信號(hào)。中斷控制電路主要是合理調(diào)整T1S、T100ms、T12ms、T4ms周期中斷信號(hào)，提升中斷控制能力。

2.3設(shè)備端通信實(shí)現(xiàn)方案

USB數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)主要采用TMS320F2812嵌入式DSP控制模板作為系統(tǒng)設(shè)備終端，并且有效應(yīng)用一個(gè)外擴(kuò)USB2.0標(biāo)準(zhǔn)接口。（1）DSP2812基本系統(tǒng)。DSP2812基本系統(tǒng)主要開(kāi)展以下的配置方式。第一，時(shí)鐘。TMS320F2812嵌入式DSP控制模板需要多個(gè)時(shí)鐘。專業(yè)人員主要選擇應(yīng)用30MHz外部晶體作為重要時(shí)鐘形態(tài)。第二，存儲(chǔ)空間。本系統(tǒng)應(yīng)用的哈佛結(jié)構(gòu)DSP部件，在邏輯上具有4M×16位數(shù)據(jù)空間和程序空間，形成良好的映射分布方式。第三，中斷。TMS320F2812嵌入式DSP控制模板具有復(fù)雜中斷方式，一方面需要有關(guān)人員開(kāi)展PIE中斷，另一方面需要開(kāi)展CPU中斷，提升整個(gè)系統(tǒng)應(yīng)用質(zhì)量和水平。（2）USB接口。在整個(gè)TMS320F2812嵌入式DSP控制模板上，專業(yè)設(shè)計(jì)人員采用CY7C68001芯片，并且有效集成USB2.0串行接口引擎、USB2.0收發(fā)器，實(shí)現(xiàn)F2812、CY7C68001芯片之間并行異步存儲(chǔ)連接，實(shí)現(xiàn)良好應(yīng)用水平。（3）設(shè)備端程序設(shè)計(jì)。本系統(tǒng)應(yīng)用CCS2000軟件編寫(xiě)DSP程序，最終實(shí)現(xiàn)USB設(shè)備端程序應(yīng)用價(jià)值。其主要流程為：開(kāi)始—設(shè)備初始化—USB自舉—USB初始化—進(jìn)入主循環(huán)程序等待中斷信號(hào)—結(jié)束。

2.4主控制軟件設(shè)計(jì)

在USB數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中，主控制軟件主要是控制中斷產(chǎn)生電路、進(jìn)行主要設(shè)備信息數(shù)據(jù)讀取、方便用戶提供一個(gè)實(shí)用與方便的人機(jī)交互界面，提升主控制軟件應(yīng)用水平。在設(shè)計(jì)中應(yīng)用的主要部件有：1個(gè)主菜單、1個(gè)控制框、1個(gè)信息顯示框、1個(gè)曲線顯示框。用戶可以依據(jù)自身需求，合理應(yīng)用其中的數(shù)據(jù)信息操作平臺(tái)，開(kāi)展主要信息數(shù)據(jù)軟件啟動(dòng)、停止、復(fù)位中斷等操作。

3結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，USB具有熱插拔、接口共享、方便靈活特點(diǎn)，有關(guān)人員應(yīng)用電源管理、I/O管理、PnP管理器等充分激活數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)，采用DebugView軟件進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試，應(yīng)用API函數(shù)CreateFile有效打開(kāi)串口以異步讀寫(xiě)方式打開(kāi)文件，并且依據(jù)自身需要合理配置主控制軟件，提升USB數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用水平，更好滿足人們需求。

參考文獻(xiàn)

[1]李恩博.基于USB的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的研究[J].黑龍江科技信息，2014，（07）：157.

作者:丁宏 單位:新疆鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院