基于USB的LDT實(shí)時數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　USB設(shè)備驅(qū)動程序是開發(fā)USB外設(shè)的一個關(guān)鍵，它的設(shè)計(jì)是基于WDM（Win－dows Driver Model，Windows驅(qū)動程序模型）。目前，Win－dows98提供了多種USB設(shè)備驅(qū)動程序，但并不針對實(shí)時數(shù)據(jù)采集設(shè)備，需要Win－dows98／NT／2000 DDK開發(fā)包和SoftICE等調(diào)試工具?！　∷捎?個模塊實(shí)現(xiàn)：初始化模塊、即插即用管理模塊、電源管理模塊以及I／O功能實(shí)現(xiàn)模塊。
　　初始化模塊提供一個Driver Entry入口函數(shù)，來對所有的I／O請求包IRP（I／ORequest Packet）處理例程作定義。電源管理模塊負(fù)責(zé)設(shè)備的掛起與喚醒。
　　當(dāng)USB設(shè)備上電時，主機(jī)會向USB控制器發(fā)送獲得設(shè)備描述的命令，設(shè)備描述符是一個固定長度為18字節(jié)的數(shù)字序列，反映了該USB設(shè)備的基本屬性。當(dāng)USB控制器從USB總線檢測到這一命令時，USB控制器以中斷方式將此請求通知到TMS320F240。TMS320F240通過訪問USB控制器的控制寄存器和數(shù)據(jù)寄存器，獲得各種參數(shù)，向主機(jī)返回配置所包含的所有接口和接口所包含的所有端點(diǎn)的描述符。主機(jī)獲得后，設(shè)備與主機(jī)的“握手”就初步完成了。
　　即插即用管理模塊實(shí)現(xiàn)USB設(shè)備的熱插拔及動態(tài)配置。當(dāng)硬件檢測到USB設(shè)備接入時，Win－dows98查找相應(yīng)的驅(qū)動程序，并調(diào)用它的Driver En－try例程，即插即用管理器調(diào)用驅(qū)動程序的Add De－vice例程，告訴它添加了一個設(shè)備；然后，驅(qū)動程序?yàn)閁SB設(shè)備建立一個FDO（功能設(shè)備對象），在此處理工程中，驅(qū)動程序收到一個IRP－MN－START－DE－VICE的IRP，包括設(shè)備分配的資源信息。至此，設(shè)備被正確設(shè)置，驅(qū)動程序開始與硬件對話。當(dāng)然，設(shè)備運(yùn)行過程中，如果設(shè)備的狀態(tài)發(fā)生變化（暫停、拔出等），即插即用管理器也同樣發(fā)出相應(yīng)的IRP，由驅(qū)動程序進(jìn)行相應(yīng)的處理。
　　I／O功能實(shí)現(xiàn)模塊完成I／O請求的大部分工作。當(dāng)應(yīng)用程序提出I／O請求時，它調(diào)用Win32 API函數(shù)DeviceIoControl來向設(shè)備發(fā)出命令。然后，由I／O管理器構(gòu)造一個IRP，并設(shè)置其MajorFunction域?yàn)镮RP－MJ－DEVICE－CONTROL。USB設(shè)備驅(qū)動程序收到該IRP后，根據(jù)其中的控制碼，構(gòu)造相應(yīng)的USB請求塊，并把它放到一個新的IRP，此IRP被傳遞到USBD模塊。USBD模塊根據(jù)此IRP執(zhí)行相應(yīng)的操作，并把結(jié)果通過IRP返回給USB功能驅(qū)動程序。USB功能驅(qū)動程序接到此IRP后，將操作結(jié)果再通過IRP返回給I／O管理器。并由I／O管理器將結(jié)果最終返回給應(yīng)用程序，至此，對USB設(shè)備的一次I／O操作完成。
2．3　應(yīng)用程序設(shè)計(jì)
　　PC主機(jī)是實(shí)時數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的中心，其基本功能有開啟或閉合USB設(shè)備、檢測USB設(shè)備、設(shè)置USB數(shù)據(jù)傳輸管道、設(shè)置A／D狀態(tài)和數(shù)據(jù)采集端口、實(shí)時從USB接口采集數(shù)據(jù)、顯示數(shù)據(jù)。
　　此外，具有數(shù)據(jù)分析功能包括數(shù)字濾波模塊、線性化處理模塊、解調(diào)模塊、PLL鎖相環(huán)倍頻模塊、標(biāo)度變換模塊、與下位機(jī)的通信模塊、下位機(jī)的控制字生成模塊和數(shù)據(jù)庫的管理模塊等幾個部分。

3　結(jié)束語
　　為了提高設(shè)計(jì)質(zhì)量，所設(shè)計(jì)的激光多普勒測量實(shí)時數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)通過了測試USB外設(shè)功能的一系列軟件如Bwqlinst，USBComp等，完成了高精度數(shù)據(jù)采集和高速數(shù)據(jù)傳送。