USB數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)探析

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摘要：usb，即通用串行總線，是當前在計算機系統(tǒng)中廣泛應用的一種結(jié)構(gòu)形態(tài)。為提升USB下數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)應用水平，本文主要就USB的功能與特點，USB下數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)設計方式，即USB驅(qū)動程序、串口和中斷電路、設備端通信實現(xiàn)方案、主控制軟件設計等內(nèi)容進行論述。

關(guān)鍵詞：USB；驅(qū)動程序；主控制軟件

1USB的功能與特點

USB是從傳統(tǒng)I/模式中創(chuàng)新而來，在整個PC機外部構(gòu)建起新型外設連接方式形成的數(shù)據(jù)接口形態(tài)。USB具有以下方面特點。第一，熱插拔，即可以在USB連接的任何一臺PC機上，運用PC機內(nèi)部操作系統(tǒng)運用USB數(shù)據(jù)接口。第二，接口共享。USB數(shù)據(jù)接口具有多個外設連接方式，可以同時控制連接126個外連設備。第三，方便靈活。USB數(shù)據(jù)接口在應用過程中具有非?？焖俚膫鬏斔俣?，可以有效應用鼠標、鍵盤、游戲外設等工具，并且具有高質(zhì)量磁盤存儲效率[1]。

2USB下數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)設計方式

2.1USB驅(qū)動程序

USB驅(qū)動程序是由一些例程集合而成，（分發(fā)例程、入口例程、卸載例程等）應用電源管理、I/O管理、PnP管理器等充分激活數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)，實現(xiàn)良好應用價值。因此，專業(yè)人員需要通過利用DriverStudio向?qū)梢粋€高質(zhì)量USB驅(qū)動程序框架，寫入必要產(chǎn)品編碼和制作商編碼，以便于更好開展USB驅(qū)動程序加載。在ADDDevice例程中，專業(yè)人員創(chuàng)建一個USBDCSDevice符號連接方式，運用IoCreateSymbolicLink函數(shù)使USB驅(qū)動程序與其他設備有效連接。專業(yè)化人員在完成設備初始化之后，需要有效連接應用設備對象，并且通過CreateFile函數(shù)打開USB接口。在整個USB驅(qū)動程序設計過程中，專業(yè)人員采用DebugView軟件開展程序調(diào)試，進行本機網(wǎng)絡驅(qū)動程序觀察，有效支持Win98/NT/2K/XP運行。

2.2串口和中斷電路

（1）串口。在工業(yè)控制過程中，外部串行設備、計算機之間主要是應用數(shù)據(jù)傳輸通道來實現(xiàn)的。其中，RS232接口連接器主要是應用9針外殼、25針串口、9個20mA電流環(huán)信號腿等組成。（2）系統(tǒng)串口設計。在整個WIN32API中，主要應用文件方式開展系統(tǒng)訪問，其操作方式與API基本保持一致。而本系統(tǒng)主要應用API函數(shù)CreateFile有效打開串口，以異步讀寫方式打開文件；專業(yè)人員配置必要串口形態(tài)，改變設備控制塊DCB，應用函數(shù)SetupComm來接收或者發(fā)送緩沖區(qū)大小文件。為進一步簡化開發(fā)程序，本系統(tǒng)在操作中需要有效將API函數(shù)在一個CSerial類型異步方式中打開串口，更好進行串口調(diào)試，創(chuàng)建一個工作線程序，在后臺有效監(jiān)視串口信息，方便系統(tǒng)調(diào)試。（3）中斷產(chǎn)生電路實現(xiàn)。中斷控制是USB數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)電路一個重要組成部分，主要作用是清除中斷信號。中斷控制電路主要是合理調(diào)整T1S、T100ms、T12ms、T4ms周期中斷信號，提升中斷控制能力。

2.3設備端通信實現(xiàn)方案

USB數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)主要采用TMS320F2812嵌入式DSP控制模板作為系統(tǒng)設備終端，并且有效應用一個外擴USB2.0標準接口。（1）DSP2812基本系統(tǒng)。DSP2812基本系統(tǒng)主要開展以下的配置方式。第一，時鐘。TMS320F2812嵌入式DSP控制模板需要多個時鐘。專業(yè)人員主要選擇應用30MHz外部晶體作為重要時鐘形態(tài)。第二，存儲空間。本系統(tǒng)應用的哈佛結(jié)構(gòu)DSP部件，在邏輯上具有4M×16位數(shù)據(jù)空間和程序空間，形成良好的映射分布方式。第三，中斷。TMS320F2812嵌入式DSP控制模板具有復雜中斷方式，一方面需要有關(guān)人員開展PIE中斷，另一方面需要開展CPU中斷，提升整個系統(tǒng)應用質(zhì)量和水平。（2）USB接口。在整個TMS320F2812嵌入式DSP控制模板上，專業(yè)設計人員采用CY7C68001芯片，并且有效集成USB2.0串行接口引擎、USB2.0收發(fā)器，實現(xiàn)F2812、CY7C68001芯片之間并行異步存儲連接，實現(xiàn)良好應用水平。（3）設備端程序設計。本系統(tǒng)應用CCS2000軟件編寫DSP程序，最終實現(xiàn)USB設備端程序應用價值。其主要流程為：開始—設備初始化—USB自舉—USB初始化—進入主循環(huán)程序等待中斷信號—結(jié)束。

2.4主控制軟件設計

在USB數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中，主控制軟件主要是控制中斷產(chǎn)生電路、進行主要設備信息數(shù)據(jù)讀取、方便用戶提供一個實用與方便的人機交互界面，提升主控制軟件應用水平。在設計中應用的主要部件有：1個主菜單、1個控制框、1個信息顯示框、1個曲線顯示框。用戶可以依據(jù)自身需求，合理應用其中的數(shù)據(jù)信息操作平臺，開展主要信息數(shù)據(jù)軟件啟動、停止、復位中斷等操作。

3結(jié)束語

綜上所述，USB具有熱插拔、接口共享、方便靈活特點，有關(guān)人員應用電源管理、I/O管理、PnP管理器等充分激活數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)，采用DebugView軟件進行系統(tǒng)調(diào)試，應用API函數(shù)CreateFile有效打開串口以異步讀寫方式打開文件，并且依據(jù)自身需要合理配置主控制軟件，提升USB數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)設計與應用水平，更好滿足人們需求。

參考文獻

[1]李恩博.基于USB的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的研究[J].黑龍江科技信息，2014，（07）：157.

作者:丁宏 單位:新疆鐵道職業(yè)技術(shù)學院