通用USB接口模塊設(shè)計(jì)之AVR單片機(jī)

以下給出了前臺(tái)主程序的程序代碼：以下為后臺(tái)中斷服務(wù)程序：

當(dāng)前臺(tái)主程序檢測(cè)到狀態(tài)變量收到SETUP包事件bEvent_flags.bits.setup_packet為1時(shí)，該標(biāo)志位清零，再調(diào)用標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備請(qǐng)求模塊stdreq.c的control_handler()函數(shù)完成對(duì)USB設(shè)備的枚舉。

設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備請(qǐng)求模塊，首先利用結(jié)構(gòu)體定義USB枚舉所需的各種描述符，以供不同設(shè)備請(qǐng)求使用，其次編寫(xiě)11個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備請(qǐng)求處理函數(shù)。本層請(qǐng)求模塊重要函數(shù)是協(xié)議控制子程序control han-dler()，它根據(jù)ControlData中標(biāo)識(shí)的不同USB設(shè)備請(qǐng)求類型調(diào)用11個(gè)函數(shù)中的任意一個(gè)。除此之外，本層請(qǐng)示求模塊還實(shí)現(xiàn)中斷服務(wù)程序調(diào)用的控制端點(diǎn)接收與發(fā)送中斷處理函數(shù)。上述各函數(shù)及ControlData變量間關(guān)系如圖4所示。

4 系統(tǒng)集成與應(yīng)用

4.1 PC機(jī)驅(qū)動(dòng)程序與應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)

利用該系統(tǒng)模塊實(shí)現(xiàn)PC機(jī)通訊，需對(duì)PC機(jī)編寫(xiě)相關(guān)驅(qū)動(dòng)程序和應(yīng)用程序，可利用DriverStudio軟件生成該系統(tǒng)模塊在Windows環(huán)境下的驅(qū)動(dòng)程序。應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)可使用諸如VB、VC、Delphi以及應(yīng)用普遍的虛擬儀器軟件開(kāi)發(fā)工具LabVIEW等軟件開(kāi)發(fā)工具，直接調(diào)用驅(qū)動(dòng)程序生成的動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)中的API函數(shù)，可根據(jù)具體任務(wù)編寫(xiě)相關(guān)應(yīng)用程序。

4.2 應(yīng)用于其他系統(tǒng)

利用AVR單片機(jī)的多種外設(shè)接口特點(diǎn)，例如UART、SPI、I2C接口等可以有效地實(shí)現(xiàn)與其他微處理器的通信，將該模塊嵌入各種系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)與其他器件的通訊。固件程序中預(yù)留有UART、SPI、I2C等接口程序，只需通

4.3 固件程序移植其他平臺(tái)

由于固件程序最大限度考慮到可移植性，所以將固件程序稍加修改即可應(yīng)用于各種已擁有C語(yǔ)言編譯器的微處理器，實(shí)現(xiàn)PDIUSBD12直接與微處理器的通訊。

移植固件程序主要工作有：根據(jù)硬件連接關(guān)系，修改硬件抽象層中的3個(gè)讀寫(xiě)函數(shù)，實(shí)現(xiàn)CPU與器件之間的通信；通過(guò)調(diào)用PDIUSBD12命令接口層的讀取芯片ID函數(shù)返回值是否為0x1012，測(cè)試CPU與器件之間的通訊是否正常。

5 在數(shù)據(jù)采集器中的應(yīng)用

由于ATmega8片內(nèi)集成有逐次比較型ADC，具有6路的模擬輸入通道，所以只需要針對(duì)采集的物理量選用相應(yīng)傳感器，并將輸出信號(hào)調(diào)整至0～Vcc的范圍內(nèi)就可利用該模塊實(shí)現(xiàn)USB數(shù)據(jù)采集器。AVR單片機(jī)集成有ADC自帶采樣保持電路，具有內(nèi)部參考電壓和基于睡眠模式的噪聲抑制器，從而大大提高ADC精度，實(shí)現(xiàn)高精度的數(shù)據(jù)采集。而設(shè)計(jì)只需在相應(yīng)的固件程序巾增加獲取ADC結(jié)果的函數(shù)，并設(shè)置相應(yīng)的狀態(tài)標(biāo)志位即可完成USB數(shù)據(jù)采集器的設(shè)計(jì)。

6 結(jié)束語(yǔ)

以ATmega8和PDIUSBD12為核心，實(shí)現(xiàn)通用的USB接口模塊設(shè)計(jì)，并應(yīng)用于基于USB接口的數(shù)據(jù)采集器中。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該USB接口模塊運(yùn)行穩(wěn)定可靠，通信速度快，易于修改移植，滿足嵌人式系統(tǒng)對(duì)USB接口的需求，并能快速為各種微處理器增加USB接口，具有廣泛的應(yīng)用前景。

過(guò)簡(jiǎn)單的跳線連接就可選擇相應(yīng)的接口，從而實(shí)現(xiàn)應(yīng)用系統(tǒng)增加USB接口。