基于USB的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究

GPIFINIT．C，其中只有一個(gè)Gpiflnit函數(shù)；他是GPIF模塊的初始化函數(shù)，一般在TD Init函數(shù)中調(diào)用。這個(gè)函數(shù)是由Cypress公司提供的一個(gè)GPIF、Designer開發(fā)工具根據(jù)用戶設(shè)計(jì)的波形生成的，用戶不需要自己設(shè)計(jì)波形查詢表，減輕了設(shè)計(jì)者的工作強(qiáng)度。DSCR．A51是描述表文件，負(fù)責(zé)LISB設(shè)備的描述工作，CY7C68013在上電后自動(dòng)利用其中的VID和PID取代默認(rèn)的VID和PID。

4．2驅(qū)動(dòng)程序的編寫

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序和應(yīng)用程序都是設(shè)備的主機(jī)端程序。設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序是硬件和應(yīng)用程序之間的橋梁，通過(guò)驅(qū)動(dòng)程序，應(yīng)用程序可以對(duì)硬件進(jìn)行控制。該系統(tǒng)需要2個(gè)驅(qū)動(dòng)程序，即通用驅(qū)動(dòng)和下載固件的驅(qū)動(dòng)。通用驅(qū)動(dòng)完成與外設(shè)和用戶程序的通信及控制；而下載固件的驅(qū)動(dòng)則只負(fù)責(zé)在外設(shè)連接LISB總線后把特定的固件程序下載到FX2的RAM中，使FX2的CPU重啟，模擬斷開與USB總線的連接，完成對(duì)外設(shè)的重新設(shè)置。主機(jī)根據(jù)新的設(shè)置安裝通用驅(qū)動(dòng)程序，重新枚舉外設(shè)為一個(gè)新的USB設(shè)備。

在本系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)程序開發(fā)中，使用的開發(fā)工具是Jun-go公司的winDriver，他支持多種操作系統(tǒng)。winDriver開發(fā)的優(yōu)點(diǎn)是用戶不需要了解操作系統(tǒng)內(nèi)部的具體工作機(jī)理，同時(shí)也不需要了解各個(gè)系統(tǒng)DDK(Developing orDebugging in Kernel)的開發(fā)工具，用戶只需使用winDriv-er提供的開發(fā)平臺(tái)，即可完成驅(qū)動(dòng)程序的設(shè)計(jì)工作，剩下的底層細(xì)節(jié)由winDrivei內(nèi)核統(tǒng)一處理。從而降低了對(duì)開發(fā)者編程能力的要求，同時(shí)也大大縮短了開發(fā)周期。下面就使用winDriver開發(fā)驅(qū)動(dòng)程序的步驟做簡(jiǎn)要說(shuō)明：

啟動(dòng)winDrivet。的Dri veiwizard工具；利用Driver--wizard檢測(cè)硬件是否正常；在Driverwizard中選擇所使用的開發(fā)環(huán)境，這里使用VC++6．0開發(fā)環(huán)境，并生成驅(qū)動(dòng)程序代碼；對(duì)生成的代碼進(jìn)行修改，使其符合系統(tǒng)的需要；在winDrivet環(huán)境的用戶模式下，調(diào)試驅(qū)動(dòng)程序；如果程序需要內(nèi)核訪問(wèn)以提高驅(qū)動(dòng)程序的效率，進(jìn)入內(nèi)核開發(fā)。

4．3 用戶程序的編寫

用戶程序是系統(tǒng)與用戶的接口，他通過(guò)通用驅(qū)動(dòng)程序完成對(duì)外設(shè)的控制和通信。在編寫用戶程序時(shí)，首先要建立與外設(shè)的連接，然后才能實(shí)施數(shù)據(jù)的傳輸。啟動(dòng)采樣后，為了保證不丟失數(shù)據(jù)，用戶程序應(yīng)該建立一個(gè)工作線程專門獲取外設(shè)傳來(lái)的數(shù)據(jù)。程序中主要用到2個(gè)API函數(shù)：CreateFile()和DeviceloControl()。CreateFile()取得設(shè)備句柄后，DeviceloControl()根據(jù)該句柄完成數(shù)據(jù)傳輸。程序框圖如圖5所示。

5 結(jié) 語(yǔ)

本文系統(tǒng)地介紹了基于USB接口的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，完成了軟硬件的設(shè)計(jì)工作。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)具有最大20 kS／s的采樣速率，8位分辨率，采樣精度小于1％，輸入范圍為一5～+5 V。在本數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，CY7C68013芯片靈活的接口和可編程特性簡(jiǎn)化了外部硬件的設(shè)計(jì)，提高了系統(tǒng)的可靠性，也利于PCB板的制作與調(diào)試?；赨SB 2．0的數(shù)據(jù)采集卡可以即插即用，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)采集板卡插拔困難的不足。隨著時(shí)代的進(jìn)步，技術(shù)的發(fā)展，USB必將在更廣闊的領(lǐng)域得到更深層次的運(yùn)用。