基于μC/OS-Ⅱ的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用

USB數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的軟件由三個(gè)部分組成：USB設(shè)備固件程序、主機(jī) PC上的 USB設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序和主機(jī)上的客戶應(yīng)用程序。系統(tǒng)軟件的組成及各部分之間的關(guān)系如圖 5所示。

固件程序按功能可以劃分為 USB通信程序、A/D轉(zhuǎn)換程序和 LED顯示程序，其中 USB通信程序是整個(gè)固件程序的主要部分，其功能是實(shí)現(xiàn) USB設(shè)備枚舉和數(shù)據(jù)傳輸。USB設(shè)備枚舉是 USB設(shè)備插上之后，主機(jī)與設(shè)備交換信息并自動(dòng)配置的過程，枚舉成功后， USB接口與主機(jī)就可以進(jìn)行通信了。

設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序是連接設(shè)備和主機(jī)應(yīng)用程序的紐帶，它向上提供應(yīng)用程序的訪問接口 (API)，向下則實(shí)現(xiàn)對(duì)具體設(shè)備的訪問和管理功能。驅(qū)動(dòng)程序與設(shè)備硬件和上層用戶程序密切相關(guān)，在 USB體系的中間起到信息轉(zhuǎn)換和傳遞的中介作用。在開發(fā) USB設(shè)備時(shí)，設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的設(shè)計(jì)是一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)，直接影響到整個(gè)設(shè)備系統(tǒng)的性能。

本系統(tǒng)采用 Driverworks開發(fā) WDM型 USB設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序應(yīng)用程序的主要功能是在設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序中查找設(shè)備，與設(shè)備交換數(shù)據(jù)，并將設(shè)備發(fā)送來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和顯示。應(yīng)用程序和驅(qū)動(dòng)程序的通信是通過訪問應(yīng)用程序接口 (API)函數(shù)實(shí)現(xiàn)的，所以應(yīng)用程序的開發(fā)必須在能訪問 API函數(shù)的平臺(tái)上進(jìn)行。 Microsoft公司提供的visualC++6.0是一種功能強(qiáng)大的支持 API函數(shù)的編程工具，本設(shè)計(jì)的主機(jī)應(yīng)用程序就是以VC為平臺(tái)進(jìn)行開發(fā)的，其功能主要包括查找 USB設(shè)備，與 USB設(shè)備交換數(shù)據(jù)和動(dòng)態(tài)顯示數(shù)據(jù)曲線。

5 總結(jié)

本文的創(chuàng)新點(diǎn)在于完成的基于 USB接口和 ?C/OS-Ⅱ的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，采樣頻率可達(dá) 15KSPS(每秒采樣次數(shù))，數(shù)據(jù)傳輸錯(cuò)誤恢復(fù)率大于 99%，即插即用、使用方便且具有很低的開發(fā)成本，可以為數(shù)據(jù)采集特別是電池供電移動(dòng)或手持采集設(shè)備提供一種有效的解決方案和方便使用、高效傳輸?shù)脑O(shè)備形式；其次，而在 PC端引入微軟新近的 WDM驅(qū)動(dòng)程序模型，在其基礎(chǔ)上開發(fā)了數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，可以成功地對(duì)設(shè)備進(jìn)行識(shí)別、配置，并提供了同設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的應(yīng)用程序接口，基于這些接口，編制了具有查詢?cè)O(shè)備、與設(shè)備交換數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)繪制成動(dòng)態(tài)曲線等功能的 PC端應(yīng)用程序。