USB總線正在同步相量丈量單位中的操縱

　　1 引行

　　同步相量測量單位(PMU)測量裝配取上位較量爭辯機(jī)之間的通信速度普遍較低，沒有克沒有及將測量數(shù)據(jù)及時(shí)傳送到上位機(jī)進(jìn)行分解處置處罰，通信接口已成為整個(gè)體系機(jī)能提高的一個(gè)瓶頸，是以有必要使用一種傳輸速度、時(shí)延、穩(wěn)定性均能滿足同步相量測量數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ㄓ媒涌凇?br />
　　采取USB接口作為上位機(jī)取下位機(jī)的通信接口體例可以解決這些題目。操縱USB接口中止傳輸速度年夜，時(shí)延小，沒有對率極低的特面去完成及時(shí)相量數(shù)據(jù)的傳輸。正在USB接口的實(shí)踐操縱中，驅(qū)動法度圭臬標(biāo)準(zhǔn)的斥地是最為困難的局部，由于USB接口降生較晚，而今尚未成為多半單片微機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備，借需求使用專門的接口芯片進(jìn)行跟尾，用戶必須編寫相應(yīng)的驅(qū)動法度圭臬標(biāo)準(zhǔn)將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為切合USB體系和道的格局進(jìn)行傳輸。

　　本文敘道了ATMAGE128單片機(jī)使用PDIUSBD12接口芯片完成USB接口數(shù)據(jù)通信的歷程。顛末驅(qū)動法度圭臬標(biāo)準(zhǔn)完成對相關(guān)硬件設(shè)備的操縱。該驅(qū)動法度圭臬標(biāo)準(zhǔn)完成USB接口的中止傳輸從命，用戶調(diào)用通用下令便可以像使用一個(gè)普通的存儲器一樣使用USB接口芯片。該接口實(shí)現(xiàn)了各采樣面的低延時(shí)上傳從命，可以正在1ms內(nèi)完成一個(gè)工頻周期全數(shù)采樣值的傳輸。

　　2 USB體系及其器件選擇引睹

　　2.1 USB體系概述

　　USB(Universal Serial Bus)是一種通用串行總線，為了實(shí)現(xiàn)整個(gè)較量爭辯機(jī)體系中總線的平等性，由COMPAQ/ INTEL/MICRSOFT和NEC等公司共同開收回的一種新的、快速的、單向的、同步傳輸?shù)牟⒖梢詿岚尾宓臄?shù)據(jù)傳輸總線，簡稱USB總線。USB總線由以下四個(gè)重要局部構(gòu)成：①主機(jī)和設(shè)備：是指USB體系中的重要構(gòu)件。②物理構(gòu)成：是指USB元件的跟尾手法。③邏輯構(gòu)成：好異的USB元件所擔(dān)任的角色和任務(wù)，和從主機(jī)和設(shè)備的角度出發(fā)USB總線所顯現(xiàn)的結(jié)構(gòu)。④客戶軟件取設(shè)備從命接口的關(guān)系。

　　USB總線有四種數(shù)據(jù)傳輸體例：①把握傳輸：重要用于主機(jī)把下令傳給設(shè)備和設(shè)備把形態(tài)返回給主機(jī)。②中止傳輸：用去支撐那些奇然需求年夜批數(shù)據(jù)通疑，但就事工婦受限定的設(shè)備。③批量傳輸：用去傳輸年夜量的數(shù)據(jù)而出有周期和傳輸速度的設(shè)備上。批量傳輸體例并沒有克沒有及包管傳輸?shù)乃俣?，但可以包管傳輸?shù)膱?jiān)韌性，當(dāng)泛起錯(cuò)誤的時(shí)間會要求發(fā)送方重發(fā)。④同步傳輸：以一個(gè)恒定的速度進(jìn)行傳輸。同步傳輸?shù)捏w例的發(fā)送和領(lǐng)受方皆必須包管傳輸速度的婚配，沒有然會制成數(shù)據(jù)的丟失。

　　2.2 USB器件簡介及操縱

　　實(shí)現(xiàn)USB傳輸?shù)捏w例重要有使用接口轉(zhuǎn)換芯片和公用的接口芯片兩種。前者就是將USB接口轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)的RS232接口使用，正在操縱體例和傳輸速度上取RS232接口完整雷同。后者則可以實(shí)現(xiàn)真實(shí)的USB傳輸，使用USB1.1標(biāo)準(zhǔn)的接口芯片如PDIUSBD12可以到達(dá)最高12Mb/s的傳輸速度，使用USB2.0標(biāo)準(zhǔn)的接口芯片如ISP1581則可以到達(dá)480Mb/s的傳輸速度。假設(shè)要使用公用的USB接口芯片便必須編寫相應(yīng)的下位機(jī)取上位機(jī)驅(qū)動法度圭臬標(biāo)準(zhǔn)，由于USB傳輸好異于串口授輸，USB傳輸?shù)捏w例皆是顛末和道規(guī)定的數(shù)據(jù)包去完成的，所以下位機(jī)的軟件必須實(shí)現(xiàn)對接口器件的硬件經(jīng)管從命，及對和道收回的種種要求作出呼應(yīng)。而上位機(jī)驅(qū)動法度圭臬標(biāo)準(zhǔn)需完成對接口芯片的枚舉、天址分配等工作。

　　2.3 USB接口正在本體系中的傳染

　　USB接口正在本體系中用去完成下位機(jī)取上位機(jī)的通信，具體就是跟尾AVR單片機(jī)取PC，將下位機(jī)支羅的數(shù)據(jù)及一些相關(guān)疑息傳送到PC進(jìn)行處置處罰。傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包孕：①電壓值(每周期采樣64個(gè)面，12位數(shù)據(jù))。②電流值(每周期采樣64個(gè)面，12位數(shù)據(jù))。③同步工婦疑號(取自GPS)。

　　上位機(jī)正在領(lǐng)遭到這些疑息后將會對其進(jìn)行描面，妨礙錄波，長途傳送等處置處罰。12位的電壓電流數(shù)據(jù)皆要顛終變換，成為16位數(shù)據(jù)，占一個(gè)字節(jié)。每通道1秒鐘傳輸?shù)臄?shù)據(jù)正在6KB以上，多個(gè)通道合計(jì)，接口的傳輸速度至少要40KB/s，這一要求已橫跨RS232接口所能供給的傳輸速度。假設(shè)使用CAN總線進(jìn)行傳輸，則硬件設(shè)備較為復(fù)雜。綜合對照后，采取PDIUSBD12作為接口芯片進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸是較適宜的選擇。采取塑料極小啟裝的PDIUSBD12可以很簡單安設(shè)正在電路板上。而且對上位機(jī)的要求也較為寬松，只要有USB接口的較量爭辯機(jī)皆可以作為本體系的上位機(jī)。

　　3 ATMAGE128單片機(jī)

　　3.1 ATMAGE128單片機(jī)引睹

　　ATMAGE128單片機(jī)是由ATMEL公司出品的一款高機(jī)能低功耗的8位微型把握器，最高時(shí)鐘頻率可以達(dá)16MHz。片內(nèi)集成有容量為128KB的閃存作為法度圭臬標(biāo)準(zhǔn)存儲器，4KB的EEPROM，和4KB的片內(nèi)存儲器，最高可支撐64KB的片外存儲器。

　　3.2 斥地歷程簡述

　　TMAGE128的斥地凡是為由ATMEL公司供給的免費(fèi)仿真對象avrstudio完成的，取經(jīng)常使用的51單片機(jī)略有好異，使用c語行進(jìn)行斥地的時(shí)間必須使用第三方編譯器對源代碼進(jìn)行編譯后才氣正在仿真環(huán)境下運(yùn)行。本次采取的是icc作為編譯器，本文十足的單片機(jī)法度圭臬標(biāo)準(zhǔn)皆正在此環(huán)境下運(yùn)行調(diào)試。USB接口器件采取總線把握體例，數(shù)據(jù)傳輸情勢采取中止傳輸。USB接口器件正在使用上取一個(gè)普通的外部存儲器雷同，十足的把握取數(shù)據(jù)傳輸皆必須對ATMAGE128中相應(yīng)的存放器進(jìn)行讀寫操縱才氣完成。

　　4 USB驅(qū)動法度圭臬標(biāo)準(zhǔn)MCU局部

　　MCU即設(shè)備方把握器，可所以各類型單片機(jī)年夜概是PC，它們的驅(qū)動法度圭臬標(biāo)準(zhǔn)正在結(jié)構(gòu)上是雷同的，而具體的代碼，由于使用的體系環(huán)境好異，存正在較年夜好異，上里便具體道明以ATMAGE128單片機(jī)作為設(shè)備方把握器的USB驅(qū)動法度圭臬標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)和具體實(shí)現(xiàn)的代碼。

　　4.1 法度圭臬標(biāo)準(zhǔn)整體結(jié)構(gòu)

　　對付CPU而行，PDIUSBD12芯片取一個(gè)外部存儲器完整雷同，CPU顛末總線把握的體例對PDIUSBD12進(jìn)行操縱。USB接口的傳輸并沒有會占用很多CPU資源，CPU可以實(shí)施前臺操縱，而USB接口授輸?shù)墓ぷ鲃t正在布景完成，二者之間顛末中止就事法度圭臬標(biāo)準(zhǔn)跟尾。當(dāng)PDIUSBD12 從USB 支到一個(gè)數(shù)據(jù)包，那么便對CPU 產(chǎn)生一個(gè)中止要求，CPU 坐刻呼應(yīng)中止。正在ISR中固件將數(shù)據(jù)包從PDIUSBD12 內(nèi)部緩沖區(qū)移到循環(huán)數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，并正在隨后渾零PDIUSBD12 的內(nèi)部緩沖區(qū)以使能領(lǐng)受新的數(shù)據(jù)包CPU 可以繼絕它當(dāng)前的前臺任務(wù)直到完成，然后返回到主循環(huán)檢查循環(huán)緩沖區(qū)內(nèi)可否有新的數(shù)據(jù)，并起頭其它的前臺任務(wù)。不管是上傳年夜概下載數(shù)據(jù)皆是對循環(huán)緩沖區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行處置處罰，主循環(huán)只要檢查循環(huán)緩沖區(qū)內(nèi)可否有要處置處罰的新數(shù)據(jù)。法度圭臬標(biāo)準(zhǔn)整體結(jié)構(gòu)框圖如圖１所示。

　　各模塊分工如下：

　　(1)硬件提取層：對單片機(jī)的I/O口、數(shù)據(jù)總線等硬件接口進(jìn)行操縱。

　　(2)PDIUSBD12下令接口：對PDIUSBD12器件進(jìn)行操縱的模塊子法度圭臬標(biāo)準(zhǔn)集。

　　(3)中止就事法度圭臬標(biāo)準(zhǔn)：當(dāng)PDIUSBD12向單片機(jī)收回中止要求時(shí)，讀取PDIUSBD12的中止傳輸去的數(shù)據(jù)，并進(jìn)行相關(guān)處置處罰。

　　(4)標(biāo)準(zhǔn)要求處置處罰法度圭臬標(biāo)準(zhǔn)：對USB的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備要求進(jìn)行處置處罰。

　　(5)廠商要求處置處罰法度圭臬標(biāo)準(zhǔn)：對用戶加加的廠商要求進(jìn)行處置處罰。

　　(6)主循環(huán)法度圭臬標(biāo)準(zhǔn)：發(fā)送USB要求、處置處罰USB總線事變和用戶從命處置處罰等。

　　

　　圖1 USB驅(qū)動MCU整體結(jié)構(gòu)圖

　　4.2 硬件提取層相關(guān)法度圭臬標(biāo)準(zhǔn)

　　硬件提取層實(shí)施對單片機(jī)I/O口、數(shù)據(jù)總線等的操縱，搜羅向PDIUSBD12發(fā)送數(shù)據(jù)或下令的子法度圭臬標(biāo)準(zhǔn)及從PDIUSBD12讀取數(shù)據(jù)的子法度圭臬標(biāo)準(zhǔn)，該局部代碼需對天址總線和數(shù)據(jù)總線進(jìn)行直接操縱。PDIUSBD12的任何操縱皆是由下令指令和數(shù)據(jù)指令組合完成的，顛末改變A0引腳的電平便可以完成下令模式/數(shù)據(jù)模式的切換。

　　4.3 下令接口

　　該局部是由一系列下令接口兒法度圭臬標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)成的，搜羅了十足PDIUSBD12給出的接睹從命接口的下令。正鄙人令接口中調(diào)用了硬件提取層中的子法度圭臬標(biāo)準(zhǔn)。PDIUSBD12的十足從命皆必須由雷同的體例完成，先發(fā)送一條下令，然后寫該下令的具體參數(shù)。有的下令參數(shù)是多個(gè)字節(jié)的，如設(shè)置模式下令，此時(shí)便必須調(diào)用兩次寫數(shù)據(jù)線的指令。下令接口法度圭臬標(biāo)準(zhǔn)的編寫格局相對勾當(dāng)，按照PDIUSBD12道明書中給出的下令匯總表按序編寫便可。

　　4.4 中止就事法度圭臬標(biāo)準(zhǔn)

　　中止就事法度圭臬標(biāo)準(zhǔn)代碼處置處罰由PDIUSBD12產(chǎn)生的中止，它將數(shù)據(jù)從PDIUSBD12內(nèi)部的緩沖區(qū)內(nèi)取出，并創(chuàng)坐正確的標(biāo)記，通知主循環(huán)進(jìn)行處置處罰。當(dāng)PDIUSBD12向單片機(jī)收回中止要求后，單片機(jī)調(diào)用讀取中止存放器的標(biāo)準(zhǔn)下令接口兒法度圭臬標(biāo)準(zhǔn)d12_readinterruptregister( )去決定中止源，然后跳轉(zhuǎn)到相應(yīng)的中止就事子法度圭臬標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行處置處罰。中止就事法度圭臬標(biāo)準(zhǔn)從PDIUSBD12支集數(shù)據(jù)，而主循環(huán)法度圭臬標(biāo)準(zhǔn)對數(shù)據(jù)進(jìn)行處置處罰。傍邊斷就事法度圭臬標(biāo)準(zhǔn)支集到足夠的數(shù)據(jù)時(shí)，它通知主法度圭臬標(biāo)準(zhǔn)已做好預(yù)備期待處置處罰。例如正在發(fā)送數(shù)據(jù)包階段創(chuàng)坐包時(shí)，中止就事法度圭臬標(biāo)準(zhǔn)將創(chuàng)坐包和數(shù)據(jù)皆存進(jìn)緩沖區(qū)內(nèi)，然后將setup_packet標(biāo)記送到主循環(huán)，這樣主循環(huán)便可以節(jié)流沒有用要的就事工婦。

　　4.5 總線復(fù)位和掛起

　　當(dāng)領(lǐng)遭到總線復(fù)位或掛起的要求時(shí)，中止就事法度圭臬標(biāo)準(zhǔn)將bus_set或suspends標(biāo)記位置位，然前進(jìn)出。

　　把握傳輸總是由創(chuàng)坐階段起頭，之后為可選的數(shù)據(jù)階段，然后結(jié)束于形態(tài)階段。單片機(jī)需顛末選擇把握輸出端面去提取創(chuàng)坐包的內(nèi)容去決定端面是為滿借是為空。假設(shè)把握端面是為滿，單片機(jī)將從緩沖區(qū)內(nèi)讀出內(nèi)容并將其存進(jìn)存儲區(qū)。之后，單片機(jī)將從存儲區(qū)使主設(shè)備要求生效。假設(shè)是一個(gè)有效的要求，單片機(jī)需向把握端面發(fā)送應(yīng)問創(chuàng)坐下令，以從頭使能下一個(gè)創(chuàng)坐階段。接下去單片機(jī)需求證明傳輸是把握讀借是寫，這可以顛末創(chuàng)坐包重定向的要求類型位去實(shí)現(xiàn)。

　　創(chuàng)坐階段結(jié)束后，主機(jī)便會實(shí)施數(shù)據(jù)階段。PDIUSBD12期待領(lǐng)受把握輸進(jìn)包。單片機(jī)起首需求讀取末了處置處罰形態(tài)存放器渾零中止標(biāo)記位。確認(rèn)PDIUSBD12處于傳輸模式后，進(jìn)行數(shù)據(jù)包的發(fā)送。

　　當(dāng)下一個(gè)把握輸進(jìn)標(biāo)記去到時(shí)，單片機(jī)將確定殘剩的字節(jié)可否為零。假設(shè)已出稀有據(jù)要發(fā)送，單片機(jī)需求發(fā)送一個(gè)空的包以指導(dǎo)主機(jī)數(shù)據(jù)已發(fā)送終了。假設(shè)創(chuàng)坐包的為得到描寫符要求，那么創(chuàng)坐包中的把握傳輸將指導(dǎo)此包為把握寫類型。正在實(shí)施完得到描寫符要求歷程后，單片機(jī)處于期待數(shù)據(jù)階段。主機(jī)發(fā)送一個(gè)把握輸出的標(biāo)記，單片機(jī)從PDIUSBD12緩沖區(qū)內(nèi)加去數(shù)據(jù)。此時(shí)單片機(jī)確認(rèn)PDIUSBD12可否處于USB領(lǐng)受模式，然后單片機(jī)顛末檢查選擇把握輸出端面確認(rèn)緩沖區(qū)可否已滿，并將數(shù)據(jù)從緩沖區(qū)內(nèi)讀出。

　　4.6 標(biāo)準(zhǔn)要求處置處罰法度圭臬標(biāo)準(zhǔn)

　　標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備要求是由USB和道決定的，由主機(jī)收回，以數(shù)據(jù)包的情勢傳送到單片機(jī)。當(dāng)單片機(jī)領(lǐng)遭到這些標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備要求時(shí)便轉(zhuǎn)進(jìn)相應(yīng)的處置處罰法度圭臬標(biāo)準(zhǔn)。其歷程包孕：①獲得形態(tài)。②渾除特點(diǎn)。③設(shè)置特點(diǎn)。④設(shè)置天址。⑤獲得設(shè)備描寫符。⑥設(shè)置配置。⑦獲得配置疑息。⑧獲得接口疑息。⑨設(shè)置接口。⑩同步幀。此中同步幀用去設(shè)置和陳述一個(gè)端面的同步幀，正在同步傳輸中才使用，假設(shè)設(shè)備沒有支撐這個(gè)要求，返回避免標(biāo)記。

　　4.7 主循環(huán)法度圭臬標(biāo)準(zhǔn)

　　主循環(huán)法度圭臬標(biāo)準(zhǔn)重要從命是設(shè)置單片機(jī)的初始化，和設(shè)定各個(gè)相關(guān)子法度圭臬標(biāo)準(zhǔn)的入口。由于使用了中止就事法度圭臬標(biāo)準(zhǔn)和一系列的下令接口兒法度圭臬標(biāo)準(zhǔn)，主循環(huán)法度圭臬標(biāo)準(zhǔn)中觸及USB接口的局部只是設(shè)定相關(guān)的存放器。

　　5 USB驅(qū)動法度圭臬標(biāo)準(zhǔn)上位機(jī)局部

　　5.1 驅(qū)動法度圭臬標(biāo)準(zhǔn)根基概念

　　主機(jī)驅(qū)動法度圭臬標(biāo)準(zhǔn)的從命是將硬件取用戶操縱法度圭臬標(biāo)準(zhǔn)跟尾起去。編寫的體例有多種，可以直接取硬件相跟尾，正在操縱法度圭臬標(biāo)準(zhǔn)中直接讀寫體系應(yīng)將，年夜概將取硬件直接互換數(shù)據(jù)的底層工作交給操縱體系自動完成，操縱法度圭臬標(biāo)準(zhǔn)象讀寫普通文件一樣完成對硬件設(shè)備的操縱。前一種體例的代碼開銷少，然則編寫的工作量十分年夜，移植性也較好。后一種體例需求年夜量庫函數(shù)支撐，但編寫較為簡單，且移植性好，以至只需少許建改便可以完成對另外一種硬件的支撐。正在本體系中使用的是由廠商供給的驅(qū)動法度圭臬標(biāo)準(zhǔn)，為了充分道明USB體系的工作，借是有必要對主機(jī)驅(qū)動法度圭臬標(biāo)準(zhǔn)的工作體例做一個(gè)引睹。

　　從驅(qū)動法度圭臬標(biāo)準(zhǔn)的角度出發(fā)，每個(gè)設(shè)備皆被當(dāng)作多少個(gè)設(shè)備對象，這些設(shè)備對象的去歷各沒有雷同，每個(gè)對象皆有驅(qū)動法度圭臬標(biāo)準(zhǔn)取之對應(yīng)。它們憑據(jù)必然的端方構(gòu)成設(shè)備對象堆棧，也就是對應(yīng)的驅(qū)動法度圭臬標(biāo)準(zhǔn)堆棧。處于最底層的是物理設(shè)備對象，它一般由總線天生，驅(qū)動法度圭臬標(biāo)準(zhǔn)到達(dá)這里的時(shí)間，總線只是按照標(biāo)準(zhǔn)作一些動作，便可完成對設(shè)備物理上的操縱。一個(gè)設(shè)備只能有一個(gè)物理設(shè)備對象，但可以有多少個(gè)其它的設(shè)備對象。從命設(shè)備對象是由所編寫的驅(qū)動法度圭臬標(biāo)準(zhǔn)天生的，它負(fù)責(zé)從邏輯上操縱設(shè)備。其它的層次設(shè)備對象可以處于從命設(shè)備對象的上里或上里，它由另外一些驅(qū)動法度圭臬標(biāo)準(zhǔn)年夜概其它的體系組件天生，可以記錄一些設(shè)備疑息，但層次設(shè)備對象沒有是必須的。由于驅(qū)動法度圭臬標(biāo)準(zhǔn)的這類層次結(jié)構(gòu)，正在編寫驅(qū)動法度圭臬標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)間沒有用思考內(nèi)存分配、IO端口配置、DMA申請等。Windows將資源申請全數(shù)自動化，由總線完成，編寫驅(qū)動法度圭臬標(biāo)準(zhǔn)時(shí)只要思考把握設(shè)備自己便可。

　　5.2 即插即用設(shè)備形態(tài)及它們之間的轉(zhuǎn)換

　　USB接口設(shè)備的一個(gè)較著特面就是接進(jìn)年夜概拔出時(shí)沒有需求封閉主機(jī)和從頭啟動體系，而是可以正在體系運(yùn)行工婦接插進(jìn)年夜概拔出。這取USB接口的硬件設(shè)置有關(guān)，USB接口是顛末檢測接口上拉電阻去判別可否有設(shè)備存正在的。當(dāng)然，借必須有相應(yīng)的驅(qū)動法度圭臬標(biāo)準(zhǔn)去完成對此從命的支撐。上里便將扼要描寫一個(gè)設(shè)備完成即插即用的歷程。

　　用戶將設(shè)備插進(jìn)較量爭辯機(jī)，此時(shí)設(shè)備借出有被體系檢測到。要起頭對設(shè)備進(jìn)行軟件配置，必須由即插即用經(jīng)管器和總線驅(qū)動對設(shè)備進(jìn)行枚舉。即插即用經(jīng)管器，有時(shí)借可能要正在用戶模式下的組件工作，檢測出設(shè)備的驅(qū)動法度圭臬標(biāo)準(zhǔn)，包孕從命驅(qū)動法度圭臬標(biāo)準(zhǔn)和其它的層次驅(qū)動法度圭臬標(biāo)準(zhǔn)。假設(shè)此時(shí)驅(qū)動法度圭臬標(biāo)準(zhǔn)尚未調(diào)進(jìn)，則即插即用經(jīng)管器調(diào)用設(shè)備插進(jìn)例程。驅(qū)動法度圭臬標(biāo)準(zhǔn)完成初始化之后，接著必須對設(shè)備進(jìn)行初始化。即插即用經(jīng)管器調(diào)用驅(qū)動法度圭臬標(biāo)準(zhǔn)中加加設(shè)備的例程去初始化該驅(qū)動法度圭臬標(biāo)準(zhǔn)把握的每個(gè)設(shè)備。當(dāng)一個(gè)驅(qū)動法度圭臬標(biāo)準(zhǔn)從即插即用經(jīng)管器中支到起頭設(shè)備的要求時(shí)，驅(qū)動法度圭臬標(biāo)準(zhǔn)使設(shè)備啟動而且做優(yōu)點(diǎn)置處罰IO操縱。正在Windows2000及更高版本的操縱體系中，和避免有關(guān)的要求只有正在從頭分配硬件資源的時(shí)間才會使用。沒有測卸載時(shí)是指硬件正在物理上被卸載(熱拔出)，驅(qū)動法度圭臬標(biāo)準(zhǔn)處置處罰這個(gè)要求使體系的損失盡可能降落。硬件卸載時(shí)，調(diào)用相應(yīng)的卸載要求，使得該設(shè)備正在軟件上也沒有可用。假設(shè)沒有對沒有測卸載進(jìn)行處置處罰，便有可能制成硬件正在物理意義上已沒有存正在，但正在體系邏輯中依然存正在，制成體系接睹該設(shè)備的時(shí)間泛起錯(cuò)誤，嚴(yán)厲的情況可能會制成處置處罰器進(jìn)進(jìn)死循環(huán)。當(dāng)正在軟件意義上對設(shè)備進(jìn)行避免時(shí)，需求等其它要求皆操縱終了后才氣進(jìn)行。

　　5.3 驅(qū)動法度圭臬標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)

　　USB驅(qū)動法度圭臬標(biāo)準(zhǔn)從結(jié)構(gòu)上可以分成兩年夜局部，驅(qū)動法度圭臬標(biāo)準(zhǔn)入口和處置處罰各個(gè)事變的例程。驅(qū)動法度圭臬標(biāo)準(zhǔn)入口是由體系界說的一組常數(shù)，該局部重要完成兩件工作：一件是將注冊表項(xiàng)復(fù)制到一個(gè)全局變量中；另外一件是給好異的設(shè)備事變指導(dǎo)處置處罰例程。剩下的工作就是按照這些設(shè)備事變編寫各自的例程。這些設(shè)備事變重要包孕上里幾個(gè)局部：

　　(1)挨開文件：當(dāng)用戶以挨開文件的名義挨開設(shè)備預(yù)備讀寫的時(shí)間，調(diào)用該局部例程進(jìn)行預(yù)備。

　　(2)封閉文件：當(dāng)用戶封閉文件(封閉設(shè)備)的時(shí)間，調(diào)用該例程打掃體系。

　　(3)即插即用處理：處置處罰即插即用相關(guān)的事變，該局部例程包孕很多硬件相關(guān)的子法度圭臬標(biāo)準(zhǔn)，具體從命睹第2節(jié)。

　　(4)處置處罰讀操縱：當(dāng)用戶讀取文件時(shí)，調(diào)用該例程將接口芯片緩沖區(qū)內(nèi)的疑息返回主機(jī)。

　　(5)處置處罰寫操縱：當(dāng)用戶寫文件時(shí)，調(diào)用該例程將數(shù)據(jù)以包的情勢發(fā)送到接口芯片。

　　(6)設(shè)備操縱：該局部例程完成對設(shè)備硬件的把握，一般含有IO把握碼，這些把握碼正在用戶頭文件中界說，該例程憑據(jù)好異的IO把握碼，完成對設(shè)備的各項(xiàng)把握任務(wù)。

　　(7)驅(qū)動法度圭臬標(biāo)準(zhǔn)初始化：當(dāng)?shù)谝淮伟惭b硬件時(shí)調(diào)用該局部例程，創(chuàng)坐物理設(shè)備對象。對所觸及的各個(gè)變量進(jìn)行初始化。這局部法度圭臬標(biāo)準(zhǔn)一般操縱體系中有自帶。

　　(8)驅(qū)動法度圭臬標(biāo)準(zhǔn)的卸載：用于渾除硬件正在體系中留下的陳跡，開釋全局變量中注冊表路徑字符串所占用的內(nèi)存，將資源了債體系。

　　(9)電源經(jīng)管：十足和電源相關(guān)的例程皆由這里收回，它收回的要求可所以指定一種新的電源形態(tài)，年夜概查詢變更一種形態(tài)可否堅(jiān)韌。此局部對付總線供電的USB設(shè)備較為重要，觸及設(shè)備的掛起和喚醒等操縱。正在本體系中此局部無傳染，十足下位機(jī)設(shè)備皆是自供電情勢的，設(shè)備處于少時(shí)工作形態(tài)。

　　5.4 USB設(shè)備讀寫

　　USB設(shè)備的讀寫操縱是年夜局部用戶重要關(guān)心的內(nèi)容。由于設(shè)備驅(qū)動法度圭臬標(biāo)準(zhǔn)的傳染，用戶操縱法度圭臬標(biāo)準(zhǔn)和USB設(shè)備的讀寫操縱變的十分簡單，用戶挨開USB設(shè)備便像挨開文件一樣。這是正在加加設(shè)備中申請了一個(gè)符號鏈接，并正在啟動設(shè)備例程中將此鏈接激活而實(shí)現(xiàn)的。USB中的讀寫操縱分為四種：

　　(1)把握型：把握型傳輸重要為對USB自己的配置，前里所描寫的USB配置實(shí)踐上皆是顛末把握傳輸實(shí)現(xiàn)的。

　　(2)批量型：批量型傳輸用去處置處罰年夜量的對工婦要求沒有緊迫的數(shù)據(jù)。底層和道包管了無沒有對的傳輸，但沒有包管傳輸時(shí)延。

　　(3)中止型：中止型傳輸對就事工婦有較強(qiáng)的限定，但一次傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量沒有多，重要為一些需求及時(shí)相應(yīng)的動靜。

　　(4)同步型：同步傳輸可以包管傳輸時(shí)延、包管帶寬和包管恒定的數(shù)據(jù)傳輸速度，然則正在傳送戰(zhàn)敗的情況下。沒有使用“重試”去傳輸數(shù)據(jù)，是以可能會有必然的失足概率。

　　對USB接口的讀寫是按照取數(shù)據(jù)文件讀寫雷同的體例進(jìn)行的，第一步要挨開文件，即挨開設(shè)備。當(dāng)用戶以挨開文件的名義挨開設(shè)備時(shí)，起首要檢查設(shè)備的形態(tài)，看設(shè)備可否處于工作形態(tài)，設(shè)備的接口疑息可否已預(yù)備好。接著檢查從上里傳下去的文件對象的合法性(指針沒有為空)。然后檢查文件名的少度，當(dāng)為0時(shí)，道明挨開的只是設(shè)備自己；沒有為0時(shí)道明挨開的是某個(gè)管道，調(diào)用管道相關(guān)例程，將管道明轉(zhuǎn)換為指向?qū)?yīng)管道綜合疑息的指針便可。讀寫USB設(shè)備實(shí)踐上是調(diào)用同一個(gè)傳輸例程的，所區(qū)另外是傳輸偏偏向符好異，由于通信單方從命的皆是USB和道，十足的數(shù)據(jù)包的格局皆是平等的，所以這出有甚么題目。驅(qū)動法度圭臬標(biāo)準(zhǔn)把握的上位機(jī)讀寫歷程和單片機(jī)的情況雷同，所好異的是，單片機(jī)使用的接口芯片將數(shù)據(jù)放進(jìn)硬件緩沖區(qū)內(nèi)，而上位機(jī)的驅(qū)動法度圭臬標(biāo)準(zhǔn)則會構(gòu)建一個(gè)實(shí)擬的緩沖區(qū)去完成雷同的工作。當(dāng)要發(fā)送的數(shù)據(jù)年夜于緩沖區(qū)的容量時(shí)，同單片機(jī)的情況一樣，也要對數(shù)據(jù)進(jìn)行瓜分。當(dāng)數(shù)據(jù)發(fā)送終了之后，例程返回一個(gè)發(fā)送成功的標(biāo)記。

　　5.5 USB上位機(jī)操縱法度圭臬標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)簡介

　　編寫好驅(qū)動法度圭臬標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)前，要正在操縱法度圭臬標(biāo)準(zhǔn)中調(diào)用USB設(shè)備，其做法便取調(diào)用硬件雷同，可使用WIN32 API函數(shù)像調(diào)用法度圭臬標(biāo)準(zhǔn)文件一樣對設(shè)備進(jìn)行讀寫，也可以使用猶如串口的mscomm那樣的控件去實(shí)現(xiàn)。由于本體系的上位機(jī)法度圭臬標(biāo)準(zhǔn)是用VB斥地的，較著調(diào)用成品動態(tài)鏈接庫能削加很多工作量。這里便調(diào)用由廣州周坐功單片機(jī)生少有限公司斥地的稱為easyd12.dll的動態(tài)鏈接庫。

　　6 結(jié)論

　　USB接口的驅(qū)動法度圭臬標(biāo)準(zhǔn)編寫是一項(xiàng)繁瑣的工作，由于硬件條件的限定，上述法度圭臬標(biāo)準(zhǔn)僅正在仿真器上運(yùn)行顛末，無法實(shí)天調(diào)試，此中必然存正在很多縫隙和沒有足。USB接口自己是并非為智能儀表斥地的，作為批量數(shù)據(jù)傳輸用的USB總線正在智能儀表上使用顯得有些復(fù)雜。正在更高機(jī)能的通用型總線泛起之前，為了實(shí)現(xiàn)疑息的高速傳輸使用USB借是一本性價(jià)對照好的挨算。本體系只使用了USB的局部從命，支出的軟硬件資源價(jià)值卻取一個(gè)完整從命的USB傳輸體系出有多年夜區(qū)分。假設(shè)能開收回一種比USB總線更煩瑣易用的通用型總線，那必然會引起智能儀表的革命。實(shí)踐上，此刻用驅(qū)動法度圭臬標(biāo)準(zhǔn)完成的工作完整可以用雜硬件的體例去實(shí)現(xiàn)，沒有外而今而行，價(jià)值必然較年夜。假設(shè)能找到一個(gè)體例去直接把握USB接口各個(gè)引腳的電平，那么即使用中范圍集成電路也可以完成同步串行通信的工作，遺憾的是，正在整個(gè)設(shè)計(jì)歷程中，本人始終出有發(fā)明這類體例，觸及USB和道和較量爭辯機(jī)主板上相關(guān)把握器的最底層內(nèi)容仿照照舊無法洞悉。