基于USB的嵌入式CCD圖像數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

　　2 軟件設(shè)計(jì)

　　2.1 數(shù)據(jù)采集部分

　　數(shù)據(jù)采集是由S3C44B0X的PD口發(fā)出脈沖作為AD7829的轉(zhuǎn)換脈沖CONVST，當(dāng)AD7829轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)，EOC輸出有效低電平，S3C44B0X接到有效電平后，發(fā)下一路地址，然后讀數(shù)據(jù)。當(dāng)AD7829的和信號有效時(shí)，在數(shù)據(jù)讀入S3C44B0X的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)的同時(shí)將下一路的地址打入，這樣循環(huán)采集8路模擬輸入，直到數(shù)據(jù)采集結(jié)束，本過程的流程圖如圖3所示。

　　2.2 USB部分軟件設(shè)計(jì)

　　USB系統(tǒng)軟件由固件程序、USB系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)程序和應(yīng)用程序三部分構(gòu)成。

　　2.2.1 固件程序的開發(fā)

　　固件程序?qū)嶋H上是置于微控制器內(nèi)部的程序文件，用來輔助硬件完成通信任務(wù)。通過ISP1581的INT中斷信號與微控制器S3C44B0X的EINT0中斷口相連，當(dāng)接收數(shù)據(jù)或發(fā)送數(shù)據(jù)成功時(shí)就會(huì)產(chǎn)生中斷，固件程序的任務(wù)就是對這些中斷進(jìn)行響應(yīng)，完成設(shè)備的配置，讓USB驅(qū)動(dòng)程序知道設(shè)備的能力，接收USB主控制器發(fā)來的數(shù)據(jù)和向主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)。設(shè)備固件程序是設(shè)備運(yùn)行的核心，本系統(tǒng)采用Keil C進(jìn)行編寫。SP1581的固件程序采用模塊化設(shè)計(jì)，包括主循環(huán)程序、中斷服務(wù)程序、USB標(biāo)準(zhǔn)請求處理和批量數(shù)據(jù)傳送請求處理四部分。固件模塊結(jié)構(gòu)見圖4。

　　2.2.2 應(yīng)用程序

　　應(yīng)用程序包括Win32DLL程序和用戶應(yīng)用程序。Win32動(dòng)態(tài)連接庫包含共享函數(shù)庫的二進(jìn)制文件，可以被多個(gè)應(yīng)用程序同時(shí)使用?？蛻魬?yīng)用程序則是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)功能的軟件程序，在本系統(tǒng)中采用Visual C++進(jìn)行編寫。

　　2.2.3 USB系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)程序

　　USB系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)程序采用分層結(jié)構(gòu)模型(WDM)，該模型定義了分層的驅(qū)動(dòng)程序， USB設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序不直接與硬件對話，而是通過USB驅(qū)動(dòng)程序接口將USB請求塊提交到總線驅(qū)動(dòng)程序進(jìn)而完成硬件操作。從系統(tǒng)的角度來說，在USB設(shè)備插入主機(jī)后，主機(jī)檢測到USB設(shè)備，讀取設(shè)備描述符，然后主機(jī)根據(jù)設(shè)備描述符中提供的廠商ID和產(chǎn)品ID等，啟用相應(yīng)USB設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，讀取USB設(shè)備中的配置描述符、接口描述符和端點(diǎn)描述符，根據(jù)需要選擇恰當(dāng)?shù)呐渲?、接口和端點(diǎn)，確定傳輸方式。這一過程完成后，PC機(jī)與USB設(shè)備之間就能夠進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸了。

　　USB總線的特點(diǎn)使其非常適合用作小型儀器與主機(jī)之間的通訊接口，實(shí)現(xiàn)主機(jī)與便攜式儀器之間的簡單、快速和可靠的連接。將USB接口應(yīng)用到數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，提高了數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的速度，增強(qiáng)了系統(tǒng)的抗干擾能力和數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?。本文詳?xì)介紹了基于ARM芯片S3C44B0X和USB2.0接口控制芯片ISP1581的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)開發(fā)方案，設(shè)計(jì)開發(fā)過程較為繁雜，涉及到多方面的軟件程序與硬件電路的聯(lián)合使用，通過實(shí)驗(yàn)測試，效果良好。

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